土衛六任務可以在現場加油並將樣本送返地球

美國太空總署的毅力號火星車已經登陸火星並開始進行科學操作，今年稍後時間，新一代韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope），雙小行星重新定向測試（Double Asteroid Redirection Test）和露西號（Lucy：木星特洛伊小行星的首次飛行任務）在這個年代結束前發射升空。此外還會向木衛二（Europa）和土衛六（Titan）派遣探測任務，以擴大對我們太陽系生命跡象的搜索。

目前，美國太空總署在探索土星最大的衛星，土衛六的計劃中，派出一架名為蜻蜓號（Dragonfly）的核動力四旋翼直升機來探索土衛六的大氣層和地表。

今次作為美國太空總署創新先進概念計劃的一部分，提出的另一種可能性方案，是蜻蜒號帶有樣本返回車，可以利用從土衛六表面收集的液態甲烷作為燃料。該任務稱為使用土衛六現場推進劑的樣本返回任務，與常規的樣本返回任務相比，它具有一些明顯的優勢。執行遠距離天體飛行任務需要攜帶足夠的推進劑來完成回程（這意味著增加很多重量和成本），或者需要擁有可以提供幾年電力的核電池。

蜻蜓號任務計劃於2027年發射，並預計2036年到達土衛六。蜻蜓號會用2.7年的時間探索土衛六，這是它主要任務的一部分。為了能夠在離地球很遠的地方操作，它需要依靠多任務放射性同位素熱電發電機，由放射性緩慢衰變所產生的熱量轉換成為電力。

同時，樣本返回概念是從土衛六表面收集的揮發性元素，為它返回地球飛行提供燃料。從上面的插圖可以看到，它由一個登陸器和一個上升車組成。一旦它們降落在土衛六表面上，它們就可以通過接收四軸飛行器收集的樣本來協助蜻蜓號進行任務。

利用現場收集的能源，登陸器可以為樣本車提供液態甲烷和由當地冰塊產生的液態氧燃料。然後，樣本車將採集的樣本裝滿運回地球。如果前往土衛六時不運送回程的推進劑，則任務的樣本返回車將會較輕，因此發射成本會更低。

最重要的是，可以將樣本送回地球研究，會加倍土衛六任務的科學回報。多年來，科學家一直希望對土衛六表面有更深入的了解，以研究它的奧秘。包括：含有豐富氮氣的濃密大氣層，它含甲烷的水文循環以及表面上豐富的有機化學和益生元（Prebiotic）條件。

【圖：美國太空總署；文：節譯自今日宇宙網頁】