國際中心/師瑞德報導
美國卡西尼號探測器拍下土衛二南極噴湧水柱,內含有機分子與甲烷等潛在生命跡象。中國計劃新任務,將直接鑽入冰殼,尋找宜居線索。土衛二任務構想包含軌道器、登陸器與鑽探機器人三部分,計劃穿透5公里厚冰層,直取海洋樣本,成為中國最具野心的外太陽系計畫。(示意圖/PIXABAY)中國又盯上一塊自古以來不可分割、一點都不能少的神聖領土?那麼「幸運」被選中的,是土星旁的一顆冰衛星「土衛二」,這顆小小的冰球被認為可能藏有全球性海洋、甚至孕育生命。如今,中國科學界已經開始規劃一場龐大任務,要派軌道器、登陸器、甚至鑽探機器人去直接挖開冰殼、探查暗海,說得更直白一點,是打算找到「宜居星球」。
土衛二又稱為「恩克拉多斯」(Enceladus),是土星的第六大衛星,於1789年為威廉赫歇爾所發現,在旅行者號於1980年代探測土星之前,人們只知道土衛二是一個被冰覆蓋的衛星。如果土衛二真的存在某種外星微生物,牠們知道中國人要來了,會是什麼心情?
卡西尼的意外發現
時間回到 2005 年,美國卡西尼號探測器飛掠土衛二時,科學家在數據裡看到奇怪的訊號。原以為是大氣層,結果發現是從南極噴出的巨大水柱。這些羽流裡有水冰、有機分子,甚至還含有甲烷與氫氰酸,這些都被視為可能的生物跡象。
卡西尼號是繼先鋒11號、航海家1、2號後第四架前往土星的太空探測器,同時也是第一個環繞土星飛行的探測器。從那一刻起,土衛二不再只是土星邊緣的一顆小冰球,而成了天體生物學研究的焦點。它冰殼下的海洋,成為人類夢想找到地外生命的熱門候選地。
美國卡西尼號探測器拍下土衛二南極噴湧水柱,內含有機分子與甲烷等潛在生命跡象。中國計劃新任務,將直接鑽入冰殼,尋找宜居線索。土衛二任務構想包含軌道器、登陸器與鑽探機器人三部分,計劃穿透5公里厚冰層,直取海洋樣本,成為中國最具野心的外太陽系計畫。(圖/NASA)中國的計劃書
據行星學會2025年8月的報導,中國深空探測實驗室(DSEL)和上海衛星工程研究所(SISE)提出了一個土衛二任務藍圖。雖然還只是「草案」,但內容相當雄心勃勃:
1、軌道器:先繞行土衛二,利用雷射干涉儀和紅外光譜儀繪製冰殼地圖、分析磁場,並挑選最佳登陸點。
2、登陸器:降落後進行現場測量,驗證軌道探測的結果。
3、鑽探機器人:計劃往下鑽5公里,穿透冰層,直接接觸海洋邊界並取樣。
換句話說,中國打算不只「看」土衛二,還要真正「挖」進去。
技術挑戰:冰冷的試煉場
執行這樣的任務,難度可謂多重疊加。首先,土星系統距離地球13億公里,太陽能極弱,航天器必須依賴核電源,如放射性同位素熱電發電機(RTG)或小型核裂變反應器。其次,與地球的單向通訊延遲可達70至90分鐘,這意味著探測器必須具備高度自主決策能力,否則根本無法即時因應狀況。
至於鑽探,團隊提出混合雷射與熱能鑽探法:雷射能避免冰快速汽化,熱源則利用小型核反應器的廢熱來融化冰層。這樣能減少機械磨損和處理碎屑的問題。鑽探過程中,探測器還要利用慣性導航、雷射雷達與聲學定位系統,確保在冰層深處也能穩定運作,不至於「鑽著鑽著就迷路」。
假如真能抵達海洋邊界,探測儀器將透過質譜、光譜檢測碳、氫、氧、氮、磷、硫等六大生命必要元素,並尋找可能的生物標誌分子。這是任何行星探測中最令人振奮、卻也最具挑戰性的目標。
美國卡西尼號探測器拍下土衛二南極噴湧水柱,內含有機分子與甲烷等潛在生命跡象。中國計劃新任務,將直接鑽入冰殼,尋找宜居線索。土衛二任務構想包含軌道器、登陸器與鑽探機器人三部分,計劃穿透5公里厚冰層,直取海洋樣本,成為中國最具野心的外太陽系計畫。(圖/NASA)為何是中國?
有人或許會問:中國為什麼要瞄準這樣的高難度目標?答案之一是「延續邏輯」。中國已完成近地小行星、火星探測,正規劃木星與海王星任務。土衛二正好位於外太陽系探索的中繼站,是檢驗與鍛鍊技術的理想場域。
另一個原因是「科學魅力」。土衛二南極羽流提供「免費樣本」,不必像鑽探木衛二那樣穿透數十公里厚的冰層。這意味著,中國若能設計精準的飛掠或取樣,就能以相對較低成本取得高科學價值成果。
科學界的回應
過去幾年,中國研究人員已在土衛二相關領域有所突破。2022年,中國科技大學牽頭的團隊就在《自然》期刊發表論文,證實土衛二海洋含有磷元素。磷是 DNA、細胞膜與骨骼的關鍵元素,加上卡西尼號已發現的碳、氫、氮、氧、硫,六大生命要素完整齊備。這些研究奠定了任務的科學合理性。
美國與歐洲科學界雖對中國的雄心抱以觀望,但普遍認為外太陽系探索不該是單一國家的壟斷。若中國能帶來獨立的數據與樣本,將是人類天體生物學的一大助力。
美國卡西尼號探測器拍下土衛二南極噴湧水柱,內含有機分子與甲烷等潛在生命跡象。中國計劃新任務,將直接鑽入冰殼,尋找宜居線索。土衛二任務構想包含軌道器、登陸器與鑽探機器人三部分,計劃穿透5公里厚冰層,直取海洋樣本,成為中國最具野心的外太陽系計畫。(圖/NASA)外星生命的想像
回到最初的問題:如果土衛二真有某種微生物存在,它們會如何看待來訪的地球人、甚至是中國的探測器?或許它們早在數十億年前就學會在冰冷、黑暗、壓力巨大的環境中安然生存。當鑽探機器人突破冰層,帶來光與熱時,它們可能完全無法理解這股「外來力量」,就像我們看待 UFO 一樣充滿困惑。土衛二的探索,既是中國深空計劃的野心展現,也是人類尋找生命足跡的共同冒險。