畅游在土卫六“泰坦”的海洋里?也许还会有外星人相伴

如果太阳系其他星球存在生命

那极有可能是在土卫六和木卫二的海洋里

现在，NASA准备向那里派遣机器人潜艇

这款漫游者潜艇将在未来探索外星海洋的生命

地球是一颗蓝色的海洋星球，但并不是太阳系内唯一的海洋世界。木星、土星众多卫星的冰层下都可能存在海洋；冥王星等矮行星的地下也可能存在海洋；土卫六“泰坦”的地表甚至存在液态海洋，但主要由甲烷构成。

如果太阳系的其它地方存在生命，最有可能就是这些海洋世界。NASA下定决心，探索土卫六“泰坦”和木卫二“欧罗巴”的海洋。现在，他们正在设计机器人潜艇负责收集冰样本和潜入海洋深处勘察。它们必须能够经受住极度低温，与地球水截然不同的海水以及其它恶劣环境的考验。

勘测土卫六的潜艇（艺术概念图）

在执行土星观测任务时，“卡西尼”号飞船在土卫六地表发现数百个小湖泊，其中三个甚至与北美五大湖相当。土卫六的地表存在水冰，地下可能存在一个海洋。不过，科学家最感兴趣的是它的甲烷海洋，因为这种海洋的循环过程与地球上的水循环类似。与我们的地球一样，土卫六海洋的液体蒸发并形成云，而后再以雨的形式降落。科学家希望进一步了解这个甲烷循环的机制。除了液态海洋，土卫六还存在大量碳和氮化合物，这些都能支持生命存在，科学家希望能够发现基于液态甲烷的生命形态。

如何航行在甲烷海洋里？

甲烷湖泊和海洋（土卫六北极地区）

潜艇可以对海底进行勘测，采集海床的沉积物样本。NASA希望向土卫六派遣一艘潜艇。这艘潜艇将采用核动力，在土卫六零下178摄氏度的甲烷海洋里，潜艇的发电机将是电子设备的保温关键。

勘测土卫六海洋的潜艇可能采用这种设计

NASA格伦研究中心的低温推进工程师詹森·哈特维格表示：“潜艇的螺旋桨在航行时会产生气泡，气泡会在潜艇尾部逐渐积聚。最终令潜艇原地打转。对于地球上的潜艇，这种起泡现象并不是一个需要担忧的因素，因为能够溶于水的空气极少。土卫六的压力更高，液体温度更低，意味着将会有更多气体溶于液体，产生更多气泡。”

科学家面临的另一大挑战是，并不知道土卫六海洋的确切化学构成以及比例。它们主要由甲烷构成——类似地球上的液态天然气——此外还有少量液态乙烷和溶解的氮气。为此科学家们在地球上“复制”土卫六海洋。他们给一个测试舱灌满按照不同比例混合的甲烷、乙烷和溶解氮，舱内的温度和压力与土卫六海洋类似。

“泰坦乌龟”出马？

一艘潜艇正在勘测土卫六海洋（艺术概念图）

与地球上的潜艇一样，派往土卫六的潜艇也拥有苗条的身材。NASA的哈特维特表示它的重量在2600磅（约合1180公斤）左右，长度在20英尺（约合6米）上下。潜艇可能要等到2040年后才能踏上征程，那时地球将处在土卫六地平线上方，让潜艇与地球直接进行通讯。

除了身材修长的潜艇，NASA还考虑派遣一艘个头较小的乌龟形潜艇。这只“泰坦乌龟”将与一颗轨道器结伴，通过轨道器向地球传输信息。NASA工程师哈特维格指出在太阳系的海洋世界，土卫六的海洋比较独特，土卫六勘测潜艇能够为未来的潜航器设计提供灵感，探索其它星球冰层下方的海洋。

融化木卫二15英里的冰层

木卫二“欧罗巴”

木卫二得名于希腊神话中的美丽公主，她的海洋是由真正的水组成的，这颗卫星的地表温度只有零下173摄氏度，在5到15英里（约合8到24公里）厚的冰层之下，有一个可能成为生命摇篮的“温暖海洋”。科学家正在测试能够融化冰层的探测器，搭载潜艇或者海底登陆器。冰层之下，木卫二海水的温度在0度左右。NASA喷气推进实验室的工程师安迪·克莱什表示：“对于我们的电子设备来说，这无疑是一个非常舒适的环境。”

喷气推进实验室的凯文·汉德表示，木卫二海洋的盐度可能与地球海洋相当甚至更高，木卫二的海水还可能含有硫酸。”这意味着探测器的电子设备面临被腐蚀的风险。在潜入木卫二海洋深处时，潜艇还要面临可怕的压力——海床的压力接近马里亚纳海沟的最深处。

从真空到深海

机器人穿透冰层勘测木卫二冰下海洋

前往木卫二海洋的旅程将是一次超乎寻常的冒险。克莱什指出：“我们面临深空探索和深海勘测的双重挑战。等待我们的将是太空的真空环境和冰层下方的高压。”

克莱什和汉德的团队正在研制一款能够在冰层下方移动的漫游者潜艇。在地球上，藻类和微生物会锚定在冰层下方。如果木卫二存在生命，可能也栖息在这样的环境。克莱什说：“漫游者潜艇可能是探索木卫二海洋的最佳选择。”

这种漫游者潜艇既能在冰面上行走又能潜入冰层下的深海中。现在，他们正在阿拉斯加的冰冷湖泊测试漫游者潜艇BRUIE（冰下勘测浮力漫游者的英文首字母缩写）。BRUIE的轮子装有圆形锯片和小嵌板，能够起到雪鞋的作用，让漫游者潜艇的重量均匀分布在冰面上。这能防止BRUIE切入冰层或者卡住。

最好不系保险绳

科学家派遣机器人勘察阿拉斯加的冰川锅穴

BRUIE的个头非常小，克莱什表示，它的长度在18英寸（约合45厘米）以下。在条件允许的情况下，勘测木卫二的漫游者潜艇最好不要系保险绳，克莱什说：“在几乎每一次勘测任务中，我们至少要切断一次系绳。”以便测试漫游者潜艇的生存能力。

克莱什和他的研究小组也在积极寻找更为简单的途径，他们曾利用BRUIE勘测阿拉斯加的冰川锅穴（冰川表面由冰融水凿穿的圆筒状竖井）。木卫二的冰壳也可能存在锅穴，漫游者潜艇可以将其作为一条通道，前往冰下海洋。

BRUIE的轮子装有小嵌板，在冰面移动时不会卡住

在漫游者潜艇做好前往木卫二的准备前，科学家还有很长的路要走。克莱什希望2022年发射的“欧罗巴快船”和“欧罗巴着陆器”任务能够为冰下探测器铺平道路。一旦对木卫二展开勘测，所得出的发现不仅能让我们进一步了解这颗卫星，同时也能加深我们对地球的认知。