华盛顿州立大学（WSU）的研究人员在与美国宇航局（NASA）合作，在实验室模拟泰坦星海洋，来研究如何使一艘潜艇能在真实的泰坦星海洋上工作。相关论文近日在《流体相平衡》（Fluid Phase Equilibria）杂志上发表。太空署计划在未来20年内将一艘真正的潜艇发射到泰坦星的海域中。
泰坦星（Titan)是土星的最大卫星，也是太阳系中的第二大卫星。科学家对泰坦星非常感兴趣，因为它在一个重要的方面与地球相似——拥有液体。与太阳系中几乎任何其他地方不同的是，泰坦星的表面有海洋、河流和云，还会下雨。但是，它的水文学循环是以甲烷为基础的，而不是水。
美国宇航局想在泰坦星的海域中放入潜水艇，但这一设想面临着巨大的挑战。因为那里的海域处于华氏-300度的低温，并且海洋的主要成分是甲烷和乙烷。
研究人员设计的潜艇需要自动运行。它需要研究大气和海洋条件、在海床周围移动，并在地表或以下盘旋。更棘手的是，并不像地球上以水为基质，几乎匀质的海洋，泰坦星海洋中的乙烷和甲烷的浓度可能会发生剧烈变化，导致其液体密度改变，这为潜艇的运行制造了麻烦。
NASA邀请Ian Richardson作为主要参与人之一。他们在测试室内将甲烷和乙烷的液体混合物置于极低的温度下，来模拟泰坦星的海洋，此外增加了一个筒式加热器来代替潜艇产生的热量。研究人员面临的最大挑战之一是了解泰坦海域的气泡。将由发热机供电的潜艇放入非常冷的泰坦星海洋中，会形成氮气泡。太多的气泡会使船舶操纵、观测、采集数据和管理压载系统变得很困难。
而另一个挑战是如何在这种每平方英寸60磅的大气压且温度接近-300华氏度的恶劣环境下获得录像。研究小组利用内窥镜和摄像机设计了一种能够承受低温和高压的设备来监控记录测试室内发生的事件。研究人员成功拍摄到了乙烷-甲烷雨雪。此外他们还研究了甲烷和乙烷湖的冻结温度，并确定由于液体中含有少量的氮，湖泊在比预期更低的温度下结冰。
研究人员正在继续更新泰坦星潜艇的设计。
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编译：伊幻
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