本文刊載於《三聯生活週刊》2019年第28期，原文標題《下一站，泰坦》
“蜻蜓號”探測器將在2026年發射，預計於2034年到達泰坦進行探測。從沙丘到撞擊坑到液態湖，“蜻蜓號”將會在泰坦緻密的大氣中飛行，對多個地點進行取樣探測，尋找生命的痕跡。
主筆 苗千
除了地球之外，太陽系中是否還有生命存在？要解答這個問題，科學家只能按圖索驥，從環境與地球最為類似的天體開始尋找。類似的環境中有可能發生類似的化學反應，從而產生出生命的萌芽。但是環境與地球類似的天體並不一定就容易到達。在太陽系內，與地球環境最為類似的天體並不屬於八大行星之一，而是人稱“泰坦”（Titan）的土星衛星之一——土衛六。這個天體距離太陽極其遙遠，自然也就沒有如地球上一般明媚而充足的陽光，但是它以另外一種奇特的方式模擬了地球早期的自然環境，讓科學家們對它寄予厚望。
從地球到泰坦絕非易事。泰坦距離太陽將近14億公里，大約相當於地球與太陽距離的10倍。這樣遙遠的距離，即使是光信號從地球發出，到達泰坦也需要75分鐘的時間。一個探測器從地球出發前往泰坦進行實地考察，這樣的太空計劃在幾年前聽起來像是天方夜譚，而如今正在一步步成為現實。一方面，技術的進步使得人類有能力發送越來越先進的探測器對遙遠的天體進行實地考察，另一方面也是因為之前“卡西尼”探測器（Cassini Spacecraft）用了十多年時間孜孜不倦地對整個土星系統進行了詳盡的探測，讓人類對泰坦有了非常深入的瞭解，為實地探測打下了基礎。
卡西尼探測器
在“卡西尼”之前，人類對泰坦的瞭解僅限於其表面被緻密的大氣層所包圍，以及它的大致大小（實際上泰坦的大小超過水星，是太陽系中的第二大衛星。太陽系中的第一大衛星是木衛三，比泰坦大2%）。因為距離遙遠，此前僅僅有三個人類的探測器——先驅者11號（Pioneer 11）和旅行者1號、2號（Voyagers）曾先後飛臨泰坦，對它進行了匆匆一瞥。1997年發射升空的“卡西尼”探測器，從2004年開始對整個土星系統進行探測。直到2017年9月15日，它以一種壯烈的姿態衝入土星大氣層墜毀。至此，它在土星軌道上工作了13年，127次近距離觀察泰坦，拍攝了上萬張照片。和“卡西尼”探測器一同到達土星的“惠更斯號”更是於2005年1月14日在泰坦登陸，並向地球傳回了信號，人類從此開始有機會詳細瞭解這個遙遠的天體。
在太陽系的150多顆衛星之中，只有泰坦與地球類似，同樣擁有致密的大氣層，而且它的大氣也主要是由氮氣構成。與地球不同的是，泰坦大氣中的雨和雲則主要是由液態甲烷形成。在這樣的大氣環境中有可能形成各種有機物，而後降落到地面，形成一個液體的循環系統。泰坦是太陽系中唯一類似地球，存在全球性液體循環系統的天體。因為距離太陽太過遙遠，泰坦的表面平均溫度只有零下179攝氏度左右，但是因為其大氣層非常緻密，它的表面氣壓要比地球高出50%。可以想象，人類的宇航員在泰坦表面行走甚至可以不用穿維持氣壓的宇航服（但如果人類宇航員真的能夠到達泰坦表面，還是需要氧氣瓶提供氧氣，並且要有足夠的保暖）。
一個土星年的時間相當於30個地球年。在土星軌道上工作的十幾個地球年裡，“卡西尼”探測器觀測到了泰坦表面季節性的變化，並且發現它的北極地區是整個太陽系內與地球環境最為相似，也最讓科學家們感興趣的區域。因為通常都有致密的雲層和活躍的大氣活動遮擋泰坦的表面，“卡西尼”探測器一般只能使用紅外線對泰坦的表面進行探測。到了泰坦北極區域的夏天，一旦遇上難得的晴朗無雲的好天氣，“卡西尼”就可以對泰坦的表面進行直接觀測。多種觀測數據顯示，在泰坦的北極區域存在著由液態甲烷和乙烷構成的湖泊和海洋。
為什麼由液態碳氫化合物形成的湖泊和海洋主要集中在泰坦的北極區域，目前人們對此提出了幾種理論解釋。比如有人猜測在那個區域曾經發生過火山爆發，造成陸地塌陷，而後液體逐漸溶解了土壤中的可溶物，形成了廣闊的海洋和湖泊。在2013年的一次觀測中，“卡西尼”發現在泰坦表面的一些液態湖周圍，還存在著有機物，這有可能是一些已經蒸發乾的湖泊中的沉積物——這樣的環境與地球極其相似。而且通過紅外探測顯示，泰坦表面一些不大的湖泊極深，深度有可能達到100米以上，這為發生更多複雜的化學反應提供了有利環境。
除了北極區域之外，雷達探測顯示在泰坦的南極區域同樣也有一個大湖和幾個小湖，只不過在北極區域湖中的主要成分是甲烷，而南極區域湖中的主要成分為甲烷和乙烷的混合物——這種成分的區別有可能來自於泰坦的季節性變化——泰坦的每個季節時長相當於7.5個地球年。
雖然泰坦表面具有類似於地球的大氣層和地貌，還有一個液體循環系統，但是在這樣極低的溫度下，水都是以冰的形式存在，有機物之間能夠發生何種化學反應，是否能夠產生出生命現象仍屬未知。科學家預測，在泰坦表面即使存在生命現象，也會是以人們目前無法想象的形式存在的。更多人把尋找泰坦生命痕跡的希望寄託在表面之下。根據探測信號顯示，距離泰坦表面55至80公里以下，還存在著由液態水形成的全球性的海洋，這樣的環境最有可能形成人類所熟悉的生命形式。
眾多與地球的相似之處以及形成生命現象的機會，讓泰坦成為美國航空航天局（NASA）的下一個探測目標。蜻蜓任務（Dragonfly Mission）將會對泰坦進行詳盡的實地探測，尋找生命的痕跡。“蜻蜓號”探測器（Dragonfly Spacecraft）將會在2026年發射，預計在2034年到達泰坦。從沙丘到撞擊坑到液態湖，“蜻蜓號”將會在泰坦緻密的大氣中飛行，對多個地點進行取樣探測，尋找生命的痕跡（泰坦表面的沙丘並非如地球的沙丘一樣由硅化物形成，而是由冰包裹的碳氫化合物組成的顆粒形成）。
蜻蜓號探測器
與其他太空探測器有所不同，“蜻蜓號”探測器將是人類首次在其他天體上運行的多螺旋槳飛行器。按照計劃，形狀如一個巨大無人機的“蜻蜓號”將首先在泰坦赤道位置的“香格里拉”著陸。在進行了一系列數公里的短途飛行和採樣之後，“蜻蜓號”最終會抵達“Selk”撞擊坑。探測顯示那裡曾經有液態水和諸多複雜有機物——這些正是構成生命的必要元素。或許就在那裡，還留存著生命的印記。
（本文寫作參考了美國航空航天局網站的相關報道）