人類星際殖民的跳板:土星最大的衛星「泰坦」,會是下一個地球嗎?

人類星際殖民的跳板:土星最大的衛星「泰坦」,會是下一個地球嗎?
Photo Credit: NASA Public Domain

我們想讓你知道的是

書中一位教授說:「是的,我們在泰坦發現了一種不靠水維繫的生命形式⋯⋯我們在『泰坦是人類殖民的適合居住地』確認表上得打個星號,泰坦確實能滿足委員會要求檢查的所有標準。」在考慮移民外太空的可能性時,有些星球看似有生物存在,但我們有時卻沒有考量到它們的生存模式,或許和地球生命有嚴重衝突。

「我們針對在土星或木星大氣層建立殖民地的想法做了一些研究。只要有浮力正確的居所,在這兩個氣體行星上都可以像船一樣,飄在預設的水平大氣層上,提供適當的重力和穩定的生活平台。」

「這想法滿足了我們絕大部分的行星選擇標準:免於放射線和微型隕石傷害、來自外部的氣壓,也因此沒有爆炸性減壓的危機;可以提供某些所需材料的大氣層。我們在那裡可以跟在月球一樣採收氦3,所以那是未來可以預期的好處。但我們在那邊也無法擁有現成的能源和較重的原料。」

坐在前排的美國國務卿,放聲清了一下喉嚨:

「麻煩教授直接往下講。沒有人想要住在木星船上,我們就直接進入報告正題吧:土星和木星的衛星。」

教授停了一下,然後點開投影機。來自薩根探測機(過去稱作泰坦土星系統任務)栩栩如生的快速影像,顯示土星以及其衛星高速飛過。影像本身就說明了一切,教授還是口述補充。恩克拉多斯的裡側很有意思,外側看起來則像一個冰做的撞球母球;歐羅巴探測機看到的也是一樣的情形。沒有大氣層,有許多水,但也就這樣而已。很難想像人類住在那裡的樣子。

「我們設計這些太空船時是想尋找生命。」教授說。「當時尋找殖民地點不是優先目標。我們並沒準備好要針對搜尋生命作詳細說明,但我們可以說,這些衛星從人類居住觀點而言太奇怪,而我們不認為有誰可以真的住在那裡。」

畫面上,太空中一顆朦朧的橘色星球現身、拉近,直到占滿螢幕。

泰坦 Titan_土星 衛星
Photo Credit: Kevin Gill CC BY 2.0
泰坦

「然而,泰坦是另一回事。」教授說,「如果我們可以帶著最原始的材料平安抵達,這個地方就會符合所有我們尋找殖民地的標準。」

螢幕上的影像切換到一片在鏡頭下平緩退去的橘紅地景,海岸線上,陰暗的波浪輕柔地拍著沙與卵石混雜的海灘。

「我們已經在泰坦的數個不同地帶觀察過眾多類型的表面物質。我們現在可以精確描述,那是由碳氫化合物構成的土壤,而那些底岩則是水冰與一些氨混合而成。大氣層由氮組成,裡頭的雨雪成分是炭與氫;也就是說,那些都是甲烷(CH4),以及乙烷(C2H6)。沒有氧氣,就只有結凍H2O裡的氧原子。」

「所以這是一個地貌像地球的地方,有湖和山丘、海灘和沼澤,但所有東西都是不同材質形成的。地球有一個鐵核心,泰坦則是岩石核心。地球有岩石地函,泰坦則是飽含水份的泥濘地函。地球有礦物和有機物混合的土壤,泰坦的土壤全是有機物。」

房間後側傳來人聲:「恐龍去哪兒了?沒有恐龍的話,怎麼會有有機土壤和化石燃料?」

「啊對。」教授說,「外行人。」

教授以一個狡猾的微笑暫停。

此時,教授投影出泰坦湖面下的動態影像。「這影像來自我們的可潛航浮圈。這些影像一直是我們的高級機密,你們是第一批看到影像的圈外人。我們不確定要怎麼稱呼這些在影像邊緣飛奔的物體,牠們似乎自主地移動著。你們都曉得,這片海洋大約有蘇必略湖(Lake Superior)那麼大,基本上由甲烷、乙烷和乙炔構成。沒有水,所以我們不確定要怎麼稱呼那些生物。用『魚』的話就意指水也存在泰坦上了。」

整個房間轟然炸開,教授咧嘴大笑。

「是的,我們在泰坦發現了一種不靠水維繫的生命形式。」他在一片喧鬧中嚴正說明,「而且,我要加上一句,我們在『泰坦是人類殖民的適合居住地』確認表上得打個星號,泰坦確實能滿足委員會要求檢查的所有標準。但我們沒有提出過考量與上面既有生命發生衝突的可能。」


當前

在泰坦上,生命可以基於和地球生命截然不同的化學成分而存在,甚至也已經有證據證明確實如此。

在地球,來自太陽的能量透過二氧化碳、氧和水的化學作用來推動生命。植物和藻類利用太陽能把水與二氧化碳結合,釋放氧氣並儲存糖分。動物、真菌在燃燒過程中,都把植物儲存的糖分與氧氣重新結合來消耗,利用其中的能量並放出水和二氧化碳。自古以來,碳原本在光合作用和呼吸作用的相對平衡中來回傳遞,直到像人類這樣的智能物種出現的今日,我們大量燃燒古代光合作用產物轉化而來的化石燃料後,加速碳的釋放,造成這種系統失去平衡。

在泰坦上就沒辦法這樣,這是因為不存在氣體氧,而水分又全部凍結的緣故。但如果生命的關鍵是一套能把能量傳給生物的可更新化學循環,那麼這種循環的確就存在。上層大氣裡的碳氫化合物,在化學鍵裡儲存了來自太陽的能量,並以降雨方式來到星球上。動物能夠收集這些能量嗎?在地球上,有些怪異的細菌確實是從碳氫化合物的化學鍵中吸取養分。在泰坦上,蒸發與降雨的循環,補充了由太陽轉變來的碳氫化合物供應量,那可以成為甲烷基礎生物的持續性能源。

星際殖民的跳板

泰坦可以是從地球出發,到星際殖民用的跳板,如果這一跳不算太遠的話;目前的科技還無法讓我們順利到達。事實上,人們光是從泰坦的古怪大氣層和碳氫化合物構成的地貌來學到一些知識,就已經花了數十年,一方面是因為這趟單程旅行就得花上七年,也因為贊助金額並無法讓任務太頻繁的升空。以目前的花錢速度和科技發展速度,我們、或者我們孩子的有生之年,恐怕都無法讓人類登陸泰坦,而建立殖民地更是遙遙無期、沒辦法預測。

NASA的預算在1966年達到高峰,佔全美經濟的1%。我們永遠無法從阿波羅號的光榮成功中回過神來。而要把一個殖民地弄到泰坦,需要的是比阿波羅計畫,甚至比我們曾嘗試達到的任何成果都還要大上太多的東西。我們會需要一班滿載貨物的太空班機,而不是只送一個脆弱的小膠囊到泰坦而已。這項重大的工業建設,會比政府至今花在科學上的經費還要多上太多。