NASA正在探索太阳系和太阳系以外的地方,以帮助我们回答关于地球以外生命的基本问题。从研究火星的可居住性,探索有希望的“海洋世界”,如土卫六和木卫二,到在遥远的恒星周围识别地球大小的行星,我们的科学任务正在共同努力,目标是找到地球以外明确无误的生命迹象(科学领域称为 天体生物学)
通过天体生物学的研究,美国宇航局致力于了解地球上生命的起源、进化和极限。这项工作在塑造关于在哪里寻找生活努力的想法方面起到了重要作用。随着美国宇航局对太阳系的探索,我们对地球上的生命以及其他星球上生命的可能性的理解随着许多发现而改变。从南极极地高原到海洋深处,对地球上极端环境下的生物的研究突出表明,我们所知的生命具有很强的适应性,但并不总是容易找到。寻找生命需要非常谨慎,并且是基于我们通过天体生物学的透镜研究地球上的生命所获得的知识。如果有什么东西存在,我们可能还不知道如何识别它。
深入NASA在宇宙中寻找生命的过去、现在和未来。
过去的任务
海盗1号和2号
超过45年前, 海盗计划 在历史上有了一席之地,它成为美国第一个在火星表面安全着陆的任务。 海盗1号和2号,每一个都由轨道飞行器和着陆器组成,是美国宇航局在另一个星球上寻找生命的第一次尝试, 因此 是第一个致力于天体生物学的任务。这次任务的生物学实验揭示了火星土壤中出乎意料的化学活动,但是 没有提供明确的证据表明在着陆点附近存在生命微生物。
海盗1号
伽利略
美国国家航空航天局(NASA)的“伽利略”(Galileo)探测器围绕木星运行了近8年,并近距离掠过了木星所有的主要卫星。 伽利略 返回的数据继续塑造着天体生物学 ——特别是发现 木星冰冷的卫星欧罗巴 有证据表明 有一个地下海洋,其水的总量超过了在地球上发现的液态水的总量。这些发现也扩大了对系统中传统“宜居带”之外的宜居环境的研究。“宜居带”指的是行星表面可以存在液态水的距离。
“伽利略”(Galileo)探测器
“伽利略”(Galileo)探测器从木星掠过
卡西尼号
十多年来,卡西尼号飞船分享了土星和它的冰卫星家族的奇观 ——带我们去惊人的世界 扩展 我们对生命可能存在的世界的理解。这是第一次,天体生物学家能够看穿土卫六厚厚的大气层并研究它的表面,在那里他们发现了充满液态碳氢化合物的湖泊和海洋。天体生物学家正在研究这些液态碳氢化合物对土卫六上生命的潜力意味着什么。卡西尼号还目睹了土星的小卫星土卫二喷出的冰羽。当飞船在羽流中飞行时,发现了海水和有机化学物质存在的证据。这就提出了土卫二地表下是否存在宜居环境的问题。
卡西尼号
勇气号和机遇号火星探测器
美国国家航空航天局的孪生探测器 火星探测车,勇气号和机遇号,于2003年发射到火星 ,目的是寻找关于火星上水的历史的答案。 最初是一个为期三个月的首要任务,这两个机器人探测器的寿命远远超过了最初的任务,花费了数年时间在火星表面收集数据。
“勇气号”和“机遇号”是第一个证明液态水曾经在火星表面流动的任务,液态水是生命存在的关键成分。他们的发现塑造了我们对火星地质和过去环境的理解,并重要地表明火星的古代环境可能曾经适合生命存在。
开普勒和K2
美国宇航局的第一个行星搜索任务, 开普勒太空望远镜,为我们在太阳系和更远的地方寻找生命铺平了道路。开普勒工作的一个重要部分是在遥远的恒星周围发现地球大小的行星。
经过9年的深空探测,收集的数据表明我们的天空中充满了数十亿颗隐藏的行星——行星数量甚至超过恒星——这架太空望远镜于2018年退役。开普勒留下了超过2600个系外行星的发现,其中很多可能是有希望存在生命的地方。
开普勒太空望远镜
斯皮策
在太空中使用了 16 年,斯皮策太空望远镜发展成为研究系外行星的首要工具,利用其对宇宙的红外视图。斯皮策标志着行星科学进入了一个新时代,它是第一批直接探测太阳系外行星或系外行星大气层光的望远镜之一。这使科学家能够研究这些大气的组成,甚至了解这些遥远世界的天气。
斯皮策的红外仪器使科学家能够窥视光学望远镜无法观察到的宇宙区域,包括布满灰尘的恒星托儿所、星系中心和新形成的行星系统。斯皮策的红外线眼睛还使天文学家能够看到太空中较冷的物体,如失败的恒星(棕矮星)、太阳系外行星、巨大的分子云和可能在其他行星上保存生命秘密的有机分子。
斯皮策太空望远镜
当前任务
哈勃
自 1990 年发射以来,哈勃太空望远镜为天体生物学做出了巨大贡献。天文学家使用哈勃对太阳系外行星的大气成分进行了首次测量,而哈勃现在正在大力表征具有钠、氢和水蒸气等成分的系外行星大气。通过对年轻恒星周围的尘埃和碎片盘的研究,哈勃观测还提供了有关行星如何形成的线索。
并非哈勃的所有贡献都涉及遥远的目标。哈勃还被用于研究太阳系内的天体,包括小行星、彗星、行星和卫星,例如有趣的海洋冰卫星木卫二和木卫二。哈勃望远镜提供了对太阳系内外生命潜力的宝贵见解。
哈勃
专家号
美国宇航局的大气嗅探火星大气和挥发性演化 (MAVEN) 任务于 2013 年 11 月发射,大约一年后开始绕火星运行。从那时起,该任务为了解火星大气和气候的历史做出了根本性的贡献。
天体生物学家正在使用这些大气数据来更好地了解火星如何以及何时失去水分,并确定火星历史上最有可能存在宜居环境的时期。
专家号
火星奥德赛
二十多年来,美国宇航局的火星奥德赛号——这颗红色星球上寿命最长的航天器——一直在帮助定位冰层、评估着陆点并研究这颗行星的神秘卫星。
Odyssey 提供了构成火星表面的化学元素和矿物的全球地图。天体生物学家使用这些详细的地图来确定火星环境的演变及其生命潜力。
火星奥德赛
火星侦察轨道器
NASA 的火星勘测轨道飞行器 (MRO) 正在寻找水在火星表面长期存在的证据。虽然其他火星任务已经表明,在火星的历史上,水流过地表,但水的存在时间是否足以为生命提供栖息地仍然是个谜。
来自 MRO 的数据对于天体生物学家研究过去和现在火星上宜居环境的潜力至关重要。此外,这些研究对于构建火星气候模型以及用于比较行星学研究中围绕遥远恒星运行的系外行星的潜在宜居性非常重要。
火星侦察轨道器
好奇号火星探测器
好奇号火星探测器正在研究火星是否曾经拥有能够支持微生物生命的环境。换句话说,它的任务是通过研究地球的气候和地质,确定地球是否具备生命所需的所有成分——例如水、碳和能源。有的
好奇号于 2012 年登陆火星已经近九年了,机器人地质学家不断有新的发现。好奇号提供了证据,证明数十亿年前淡水湖充满了盖尔格拉特。湖泊和地下水持续了数百万年,包含生命所需的所有关键元素,这表明火星曾经是宜居的。
好奇号火星探测器
TESS使命
The Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) 是寻找太阳系外行星的下一步,包括那些可以支持生命的行星。 TESS 于 2018 年发射,其任务是调查整个天空,预计将发现和编目附近明亮恒星周围的数千颗系外行星。
迄今为止,TESS 已经发现了 120 多颗已确认的系外行星和 2,600 多颗候选行星。行星猎人将继续寻找系外行星目标,美国宇航局即将推出的詹姆斯韦伯太空望远镜将进一步详细研究这些目标。
The Transiting Exoplanet Survey Satellite
毅力火星漫游者
美国宇航局最新的机器人太空生物学家 “毅力”火星漫游者, 于2021年2月18日在火星上安全着陆,开启了火星探索的新时代。“坚持”号将寻找古代微生物生命的迹象,这将推进nasa探索火星过去可居住性的任务。
真正让这次任务与众不同的是,探测器有一个钻孔器来收集火星岩石和土壤的核心样本, 并将 存储在密封的管道中,供未来的 火星样本返回 任务 ,并将它们运送回地球进行详细分析
毅力火星漫游者
即将到来的任务
詹姆斯·韦伯太空望远镜
詹姆斯·韦伯太空望远镜 (Webb)计划于2021年发射,将是未来十年最重要的太空天文台。 Webb 是一个拥有6.5米主镜的大型红外望远镜。
韦伯观测结果将被用于研究宇宙历史的每一个阶段,包括太阳系中的行星和卫星,以及可能支持类地外行星上生命的遥远太阳系的形成。韦伯望远镜还将能够对围绕其他恒星运行的行星的大气层进行详细的观察,以寻找太阳系外类地行星上生命的组成部分。
詹姆斯·韦伯太空望远镜
欧罗巴加密任务
木星的卫星欧罗巴可能有可能孕育生命。 木卫二快艇 任务将对木卫二进行详细的侦察,并调查这颗结冰的卫星是否有适合生命存在的条件。预计2024年发射,该任务将在木星轨道上发射一艘航天器,以便对木卫二进行详细调查——木卫二的冰壳下存在液态水的有力证据。
木卫二快艇并不是一个生命探测任务,尽管它将调查这颗表层下有海洋的冰冷卫星是否有支持生命的能力。了解木卫二的可居住性将帮助科学家更好地了解地球上的生命是如何发展的,以及在地球之外发现生命的可能性。
泰坦蜻蜓任务
蜻蜓 任务将提供一个旋翼飞行器访问土星最大的和丰富的有机卫星,土卫六。“蜻蜓”计划于2027年发射,2034年抵达。“蜻蜓”将对土星这颗冰冷的卫星周围数十个有希望的地点进行采样和检测,并推进我们对生命构成成分的搜索。
这项革命性的任务将探索不同的地点,寻找在土卫六和地球上都常见的生命起源化学过程。土卫六类似于早期的地球,可以提供线索,说明在这些条件下,生命起源前的化学物质是如何发展的。
泰坦蜻蜓
南希·格雷斯·罗曼望远镜
罗马太空望远镜预定于本世纪20年代中期发射,其视野将是哈勃红外仪器的200倍,用更少的观测时间捕捉到更多的天空。 除了开创性的天体物理学和宇宙学之外,罗马号上的主要仪器——宽场仪器(Wide Field instrument)还提供了丰富的系外行星科学。它将对银河系内部进行微透镜调查,揭示在其恒星的宜居带内以及更远的地方运行的数千个世界,同时还将提供超过 100,000颗凌日系外行星。
这项任务还将配备“恒星眼镜”,这是一种日冕仪,可以遮挡来自恒星的眩光,让天文学家可以直接拍摄围绕恒星轨道运行的巨型行星的图像。日冕仪将首次在空间上展示未来任务所需的技术,以便为附近恒星的宜居带中较小的岩石行星成像和描绘特征。罗马日冕仪的观测将有助于发现太阳系之外的新世界,并推进可能适合生命存在的太阳系外行星的研究。
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