土衛六:會下雨,但下的不是水
土星最大的衛星,太陽系中唯一擁有濃厚大氣的衛星。橙色霾層之下,液態甲烷構成雲、雨、湖泊與海洋;冰殼之下還藏著全球性液態水海洋。惠更斯號曾於2005年在此著陸,蜻蜓號旋翼機預估2034年抵達。

如果你站在土衛六(Titan)上,抬頭會看到橙褐色天空,遠處可能還有甲烷雨留下的河道和湖泊。它是土星最大的衛星,也是太陽系唯一擁有濃厚大氣的衛星;直徑約5150公里,比水星還大。這裡的水凍得像岩石,流動的“水系”主要由液態甲烷和乙烷組成。
橙色面紗:濃厚的氮大氣
土衛六的大氣以氮氣為主,約佔95%,其餘主要是甲烷,地表氣壓約為地球的1.5倍。陽光中的紫外線分解高層大氣裡的甲烷,生成複雜的碳氫化合物微粒,形成終年不散的橙色霾層。這層濃霧把可見光幾乎完全擋在外面,以至於在航天時代早期,人類對土衛六表面的真實面貌一無所知,直到卡西尼號的雷達和惠更斯號的著陸才揭開面紗。地表平均溫度只有零下179攝氏度左右,任何液態水在這裡都早已凍成比岩石還堅硬的冰。
冰層之下:內部結構
土衛六是一個"冰質世界"。最外層是由水冰和籠形冰構成的冰殼,冰殼之下很可能存在一個全球性的液態水海洋,混有氨等"防凍劑"成分;再往下是高壓冰層,最中心則是半徑約2000公里的水合矽酸鹽巖核。卡西尼號對引力場和潮汐形變的測量表明,土衛六的外殼會隨著土星引力明顯起伏,這正是地下存在液態海洋的有力證據。這個深埋於冰殼之下的鹹水海洋,使土衛六成為尋找地外宜居環境的熱門目標。

甲烷迴圈:雲、雨與湖泊海洋
在零下179攝氏度的世界裡,甲烷扮演了地球上水的角色。它在土衛六的迴圈幾乎就是地球水迴圈的翻版:甲烷蒸發上升、凝結成雲、化作雨降落,再匯成河流切割出河道,最終注入湖泊和海洋。卡西尼號的雷達在土衛六北極地區發現了數十個液態碳氫化合物湖泊與海洋,其中最大的是面積數十萬平方公里的克拉肯海。這些湖泊海面平靜得出奇,有的波高不足幾毫米,為未來的探測提供了絕佳的研究物件。

惠更斯號:最遙遠的一次著陸
2005年1月14日,歐洲空間局的惠更斯號探測器與卡西尼號母船分離三週後,衝入土衛六大氣,靠降落傘緩緩下降了約兩個半小時,最終落在一片散佈著冰礫的暗色平原上。這是人類航天器在外太陽系完成的第一次、也是迄今距離地球最遠的軟著陸。著陸前的照片顯示出清晰的排水溝渠與"海岸線",著陸後傳回的畫面裡,一顆顆由水冰構成的卵石靜靜躺在泥濘的甲烷土壤上——那是一個酷似原始地球、卻寒冷得多的世界。

能在甲烷海上划船嗎?
從浮力上說,專門設計的無人艇有可能漂在甲烷—乙烷海面上;但普通地球船隻不行。這裡約零下 179 攝氏度,材料、電池、潤滑劑和通訊裝置都必須為極寒環境重新設計,海面和岸邊狀況也還沒有被近距離摸清。
人更不能穿著普通防寒服去划船。土衛六大氣雖濃,卻幾乎沒有氧氣,低溫會迅速致命。不過濃厚大氣加低重力讓飛行相對容易,這正是旋翼探測器受到青睞的原因。
蜻蜓號:會飛的未來探測器
人類的下一次造訪會嘗試“飛著走”。NASA 的蜻蜓號(Dragonfly)計畫不早於2028年7月由獵鷹重型火箭發射,並在2034年抵達土衛六。這臺汽車大小的八旋翼飛行器將以放射性同位素電源供電,利用濃厚大氣和低重力反覆起降,探訪富含有機物的沙丘和塞爾克隕擊坑,研究生命出現之前的化學演化。具體時間和行程仍可能隨任務進展調整。



