江苏龙网

  1. 首页 > 人文 > >

「中国科学报」目标：冰巨星


【「中国科学报」目标：冰巨星】行星排列为访问天王星和海王星提供窗口
「中国科学报」目标：冰巨星
本文插图
旅行者2号拍摄到的天王星（左）和海王星（右） 。 图片来源：NASA
行星科学家正蓄势待发 ， 准备向天王星或海王星——太阳系中距离最远、探索最少的行星——发起挑战 。
一直以来 ， 科学对这些被称为冰巨星的蓝青色行星知之甚少 ， 这些行星甚至只被宇宙飞船造访过一次 。 但在未来10年组织一次探索任务的压力巨大 ， 因为科学家希望利用即将到来的行星排列机会 ， 这将大大缩短旅行时间 。
美国宇航局（NASA）戈达德太空飞行中心行星科学家Amy Simon说 ， 人们对这些冰巨星的兴趣呈指数级增长 。 1月 ， Simon等人在英国伦敦皇家学会组织了一次会议 ， 专门探讨此类任务 。
目前 ， NASA的旅行者2号是唯一一艘拜访过天王星和海王星的宇宙飞船 。 20世纪80年代 ， 旅行者2号短暂飞掠这些星球 。 Simon表示 ， 这些冰巨星代表了许多研究人员的新领域——行星环、大气、卫星和海洋研究 。
罕见的海王星、天王星和木星对齐将在2030年代初再次出现 ， 届时将允许一艘宇宙飞船在飞往冰巨星的途中弹射环绕木星飞行 。 这将减少航行时间 ， 并允许飞船在其仪器和动力系统的寿命（通常15年）内到达目的地 。 它还将减少所需燃料质量 ， 使飞船能够携带全套科学仪器 。
为了利用这次机会 ， 海王星探索任务将需要在2031年前后发射 ， 天王星任务将需要在2030年中期发射 。
加州帕萨迪纳喷气推进实验室行星科学家Mark Hofstadter在伦敦会议上说 ， 这个窗口是发射的正确时机 ， “我们不想错过这个机会” ， 但时机紧迫 。
这些任务通常需要7至10年的准备时间 ， NASA能否为它们开绿灯将取决于该机构在2022年发布的《行星科学十年调查》中对该任务的优先排序 。 海王星或天王星项目还将面临从火星返回样本或金星探索的竞争 。
然而 ， 英国莱斯特大学行星科学家Leigh Fletcher说 ， 火星和金星任务建立在几十年的探索基础上的 ， “天王星和海王星是真正独立的 ， 因为我们还没有完成探索的第一阶段” 。 他也是这次会议的组织者之一 。
Fletcher说 ， 天王星和海王星探索任务应该包括进入围绕轨道 ， 并向其大气层或其中一颗卫星发射至少一个探测器 ， 就像NASA和欧洲空间局（ESA）联合执行的卡西尼—惠更斯号在土星所做的那样 。
科学家认为天王星和海王星就像孪生兄弟 ， 因为它们的大小和质量相似 。 瑞士苏黎世大学行星科学家Ravit Helled在会议上说 ， 但是没人知道它们有多相似 ， 它们的组成是什么 ， 以及是如何形成的 。 模型很难解释这些行星的内部结构 ， 或者为什么距离较远的海王星似乎比天王星更温暖 。 每个人都认为它们是由水或者氨冰构成的 ， Helled说 ， “但实际上我们并不知道” 。
英国布里斯托尔大学系外行星科学家Hannah Wakeford表示 ， 前往这些冰巨星也将有利于系外行星研究 。 已知的系外行星中大约有40%是冰巨星大小 ， 了解这些行星的大小和大气 ， 有助于加深对太阳系的了解 。
与会代表一致认为 ， 他们很乐意访问这两个星球中的任何一个 ， 因为这都将产生丰富的成果 。 虽然研究表明 ， 一个任务将探测器发送到两个行星是可行的 ， 但这将是耗资巨大的 。
因此 ， 有科学家认为 ， 海王星很有吸引力 ， 因为海卫一似乎地质很活跃 ， 可能拥有一个地下海洋 ， 可能有液态水 。 但Hofstadter说 ， 天王星具有比海王星更多的“古怪”特征 ， 这对现有的科学模型构成了挑战 。 而Fletcher认为 ， 发射窗口也使探索这颗行星成为一个更现实的目标 。
也有人担心时间过于紧迫 。 ESA战略规划负责人Fabio Favata在会议上说 ， 对于空间探索来说 ， 窗口期像是“后天”就到来一样 。 他说 ， ESA已经在为2030年代初的两项主要任务做准备 ， 即使其优先任务建议访问这些冰巨行星 ， 该机构也无法赶上发射窗口 。


推荐阅读


上一篇：『易简财经』大资管时代下的领跑者，资管科技浪潮来袭

下一篇：「电子工程世界TB」全新数字技术带来更大的灵活性