土衛二生命發現者

土衛二生命發現者（英語：Enceladus Life Finder，英文簡稱「ELF」）是一項擬議的天體生物學任務概念，旨在通過一艘美國宇航局探測器來評估土衛二內部液態海洋的宜居性。土衛二是土星的第六大衛星^[1][2]，其化學成分與彗星相似^[3]。該太空探測器將環繞土星運行並多次穿過土衛二噴泉的羽狀噴流。它將由探測器上的太陽能電池板提供電源。

1981年旅行者2號拍攝的土衛二照片：中下方是撒馬爾罕溝(中下方)；左上方分別為阿里巴巴和阿拉丁撞擊坑

概述

土衛二南極間歇噴泉，沿虎皮條紋特徵多處地方射出的噴流。

土衛二生命發現者任務最早於2015年第13次發現任務競選中提出^[2]，後在2017年5月曾再次參選美國宇航局第4次新疆界計劃任務^[4][5][6]，但仍未被選中^[7]。

如果在未來另一次機會中被選中，該任務將在土衛二間歇泉中尋找生物印記和生物分子。南極噴流將水、鹽和有機分子從地下海洋噴射到衛星表面數十英里的高空。這一假設是，水被熱噴口加熱，類似於地球海洋深處的特徵。探測器上的儀器將測量氨基酸(蛋白質的組成部分)、分析脂肪酸，並確定噴流中發現的甲烷(CH₄)是否可能產生於活的有機體^[2]。

2008年，卡西尼號軌道飛行器穿過一道噴流，並用它的中性質譜儀分析了物質。軌道器探測到包含甲烷(CH₄)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO₂)、氮等在內的簡單有機物和複雜的有機化合物^[8]。卡西尼號還探測到了鈉和鉀的濃度，意味着這是一片鹹味的海洋^[8]。但，卡西尼號上並未配備直接分析所需靈敏度的設備^[1][8]。

任務概念

土衛二南極地區合成圖顯示了間歇泉所在的裂縫，這些裂縫被戲稱為虎皮條紋。

土衛二生命發現者任務將繼續研究2005年「卡西尼號」軌道器所發現的土衛二活躍噴流及內部海洋存在的意義。這任務的概念是讓軌道飛行器在3年的時間裏，從土衛二南極上空噴射的水流中穿行飛越8到10次^[2]。間歇泉可為衛星地下海洋的取樣提供便利，如果裏面有微生物，來自海洋中的冰粒就可能包含有天體生物學家發現它們所需的證據^[9]。該任務的首席研究員是紐約州伊薩卡市康奈爾大學的喬納森·魯寧（Jonathan Lunine）。

目標

該任務的目標直接來自最近的十年調查：第一，確定有機物的原始來源和今天有機合成的地點；第二，確定土衛二目前是否有具備生存條件的棲息地，以及現在是否有生命存在^[1]。為了實現這些目的，土衛二生命發現者任務有三個目標：^[1]

1. 測量一組精心挑選的中性物種豐度，其中一些曾是卡西尼號探測到的，以確定土衛二的有機物和揮發物是否隨時間的推移發生了熱變化。 
2. 測定內部海洋環境詳情——pH值、氧化狀況、可用化學能和溫度—這些都可反映該星球內部的生命承載力。
3. 通過三種普遍認為是生命診斷的獨立化學測量法來尋找有機物是生物過程結果的跡象。

擬議的探測設備

土衛二上可能存在的熱液活動想像圖。

土衛二生命發現者探測器將使用兩台質譜儀來評估內部海洋環境的宜居性，主要由行星探測質譜儀和土衛二冰噴流分析儀組成，分別用於氣體和顆粒分析：^[1][8]

• 行星探測質譜儀（MASPEX）是一種新一代質譜儀，其性能比現有儀器有顯著的改進，並經過優化，可分析從噴口排出的氣體。
• 土衛二冰噴流分析儀（ENIJA），用於分析噴口噴出的固體顆粒。

卡西尼號探測器測量到土衛二噴出的小二氧化矽顆粒，它們通常形成於攝氏90°或更高的溫度^[10]。這些顆粒的大小和成分表明它們來自當前的熱液活動^{[11][12][13][14]}，在那裏，海洋與下面岩石相遇，是生命的主要棲息地^[10][15]。   土衛二生命發現者的儀器將進行三種測試，以儘量減少生命檢測過程中的模糊性^[1][8]。第一種方法是尋找氨基酸(蛋白質的組成部分)的特徵分布；第二測試將測定脂肪酸或類異戊二烯中碳的數量分布是否偏向於特定的規則(偶數、奇數或可被小整數整除)；第三種方法將測量碳和氫同位素比值，以及甲烷相對於其他烷烴的豐度，以評估這些數值是否位於生物過程的範圍內^[8]。

另請參閱

• 天文學主題
• 生物學主題

• 生命起源
• 天體生物學
• 土衛二探測器
• 土衛二生命印記與宜居性 (ELSAH)
• 土衛二和土衛六探測器 (E²T)
• 歐羅巴快船
• 土衛二和土衛六之旅 (JET)
• 土衛二生命調查 (LIFE)
• 西奧號