图中的漫游车是日后将用于探索木卫二的探测器的早期版本 。
据国外媒体报道， 我们都将地球称作“蓝色星球”， 但它其实并非附近宇宙中唯一的海洋星球 。 木星、土星和海王星的卫星、以及矮星系冥王星和阋神星厚厚的冰层下方， 都可能有海洋的存在 。 土卫六甚至拥有地表海洋， 只不过其中装的不是水， 而是液态甲烷 。
假如太阳系中存在地外生命的迹象， 也许就在这些冰封的世界中 。 科学家决心对土卫六和木卫二上的海洋展开探索， 还设计了可在冰上移动的漫游车、以及能深入海中的潜水艇 。 这些仪器需要应对刺骨的严寒、与地球上的水性质不同的液体、以及其它严苛的环境条件 。 接下来， 本文将介绍这些机器人将进行探索的两种不同外星海洋 。
在气体海洋中遨游
在探索土星及其卫星的过程中， 卡西尼号探测器在土卫六表面发现了数百个小型湖泊， 以及三处面积和深度与五大湖类似的海洋 。
土卫六表面还有水结成的冰， 且地下可能存在水构成的海洋 。 但土卫六上的甲烷海洋令科学家倍感好奇， 因为它们参与的循环过程与地球上的水循环十分类似 。 就像地球上一样， 土卫六上的液体从海洋中蒸发， 化为云朵， 再以降“雨”的方式落回地表 。 研究人员希望进一步了解这一循环机制 。 此外， 土卫六上还有大量生命所需的碳化合物与氮化合物 。 科学家想弄清土卫六上是否演化出了某种依赖液态甲烷的生命体， 就像地球上的生命体依赖液态水一样 。
NASA正在考虑向土卫六发送一枚浮标， 让它在土卫六的海洋中随波逐流 。 但问题在于， 这种探测器的去向将全靠风向和洋流决定 。 “大多数情况下， 浮标漂到岸边后便会暂时留在沙滩上， 下次涨潮时再重新漂起、回到大海 。 ”约翰霍普金斯大学应用物理实验室行星科学家拉尔夫·洛伦兹（Ralph Lorenz）指出 。 但无法保证它每次都能顺利重回大海 。
但潜艇则能自己决定前进方向， 还能探索海面下方的情况， 收集海底沉积物 。 NASA希望在接下来20年内将潜艇送上土卫六 。 潜艇发电机将利用钚等放射性物质衰变时产生的热量发电， 这将成为潜艇电子元件在土卫六温度低至零下178摄氏度的海洋中顺利运作的关键 。
要应对土卫六的严寒环境， “需要精心设计， 而非物理奇迹 。 ”洛伦兹指出， 他是该潜艇的首席设计师， “放射性反应堆产生的废热便是一大关键， 此外还要审慎选择泡沫隔热材料 。 ”
另一大挑战在于， 我们不清楚土卫六的海洋究竟由哪些化学物质构成 。 其中主要是甲烷（类似于地球上的液态天然气）， 还有少量液态乙烷和溶解在其中的氮气 。 但这些物质的具体比例仍不清楚， 也许在每个土卫六海洋中都有所不同 。 因此该项目希望设计出的潜艇能在多种密度不同、黏性各异的液体中行驶 。
工程师们对土卫六海洋中的氮气尤为重视， 因为氮气可能会形成气泡、干扰潜艇行驶 。 如果潜艇发电机产生的部分废热渗入了环境中， 便可能出现这种情况 。 “这部分热量不足以让周围的液体沸腾， 但会导致溶解在液体中的氮气析出 。 ”NASA格伦研究中心低温推进技术工程师杰森·哈特维格（Jason Hartwig）解释道 。
螺旋桨在液体中旋转时也会产生气泡 。 哈特维格指出， 每枚叶片后部都会产生一个小小的空腔， 这里压力骤减， 让气泡得以形成， 就像打开碳酸饮料时、液体滋滋冒泡一样 。
这些小小的气泡可能会导致两大问题 。 首先， 它们会影响潜艇搭载的科学仪器， 使之难以测量深度和其它指标 。 更令人担忧的是， 这些气泡也许还会干扰潜艇螺旋桨的运行 。
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