幾十年來門可羅雀的天王星可能會迎來訪客。美國國家航空航天局將向天王星及其衛(wèi)星派遣探測器。

據(jù)英國《自然》雜志網(wǎng)站近日報道，美國行星科學(xué)家發(fā)布了一份內(nèi)容翔實的報告，闡述了美國國家航空航天局(NASA)目前對太陽系的了解情況以及下一個十年(2022年到2032年)的探索重點(diǎn)。

這一報告是在美國各地行星科學(xué)家提交的527份白皮書以及97名專家近兩年討論的基礎(chǔ)上生成的，其中最引人注目的任務(wù)是：在本世紀(jì)30年代初發(fā)射天王星探測器;在30年代末或40年代初向土衛(wèi)二(土星的衛(wèi)星之一)派遣探測器。

天王星變“天王”

報告將天王星稱為“太陽系最迷人的天體之一”，建議把“天王星軌道器與探測器”作為頭號旗艦任務(wù)方案。

天文學(xué)家們建議向天王星發(fā)射軌道飛行器和探測器，投資約為42億美元，理想的發(fā)射時間是2031年或2032年，它們將歷時13年到達(dá)天王星，然后圍繞天王星運(yùn)行數(shù)年，以獲得有關(guān)其大氣層、內(nèi)部及衛(wèi)星等方面的信息。人類上一次、也是唯一一次造訪天王星，是“旅行者二號”探測器于1986年飛越天王星。最新的這次考察有望揭示這顆行星及其衛(wèi)星的形成和演化歷程。

據(jù)悉，軌道飛行器將圍繞天王星飛行數(shù)年時間，收集有關(guān)其磁場的信息，這些磁場可能為天王星上發(fā)光的極光提供能量。探測器則將進(jìn)入天王星大氣層，測量其大氣成分、溫度及循環(huán)情況。報告主要編撰者之一、美國西南研究院的羅賓·卡納普說：“這將是科學(xué)家們首次對冰巨星開展的太空飛行任務(wù)，鑒于我們認(rèn)為冰巨星可能是宇宙中最常見的行星類型，這次任務(wù)尤為重要。”

此次任務(wù)將探索天王星27顆已知衛(wèi)星中的一部分，可能是天衛(wèi)三和天衛(wèi)四，這兩顆衛(wèi)星冰面下有足夠多的水。

報告參與者、NASA戈達(dá)德太空飛行中心的行星科學(xué)家艾米·西蒙說：“這項任務(wù)將具有絕對的變革性。天王星身上充滿了謎團(tuán)，比如為什么它幾乎是側(cè)向旋轉(zhuǎn)，以及它如何形成一個復(fù)雜的磁場。研究天王星可以為科學(xué)家們提供有關(guān)圍繞其他恒星運(yùn)行行星的信息，因為在已知的5000多顆系外行星中，最常見的是天王星大小的。”

天文學(xué)家們指出，天王星任務(wù)可以搭載商用獵鷹重型火箭發(fā)射，前往距離更遠(yuǎn)的海王星的任務(wù)可能需要更大的火箭，比如NASA的太空發(fā)射系統(tǒng)(SLS)。

“土衛(wèi)二”上找生命

報告排在第二位的旗艦任務(wù)是“土衛(wèi)二繞落器”，這是一個集軌道飛行器與著陸器于一身的探測器，身價可能高達(dá)50億美元，將對土星的冰衛(wèi)星土衛(wèi)二進(jìn)行探測。土衛(wèi)二表面下有一座海洋，并有羽流沖破冰殼噴入太空。報告說，“土衛(wèi)二上的條件允許科學(xué)家們對一個海洋世界的宜居性進(jìn)行直接調(diào)查，并對其是否有生命居住進(jìn)行評估”。

“土衛(wèi)二繞落器”將會花一年半時間圍繞土衛(wèi)二的軌道運(yùn)行，并采集那些羽流的樣本，隨后將會降落到土衛(wèi)二上，在那里開展為期兩年的探測任務(wù)，收集更多樣本，并進(jìn)行分析，尋找有生命存在的跡象。該任務(wù)有望在本世紀(jì)30年代末由SLS或“重鷹”火箭發(fā)射，并在50年代初實施著陸。

小行星來襲需防御

此外，該報告首次分析了NASA為保護(hù)地球免受致命小行星襲擊所做的準(zhǔn)備。它建議該機(jī)構(gòu)盡快啟動探測近地小行星的任務(wù)。NASA最近宣布，為節(jié)省資金，該項目將推遲兩年，至2028年。

近年來，NASA越來越關(guān)注行星防御領(lǐng)域，涉及到識別、跟蹤和評估附近的小行星對地球構(gòu)成的風(fēng)險。該機(jī)構(gòu)已經(jīng)制定了探測此類小行星的勘探計劃，并正在努力建造一個名為“近地天體勘測員”的新航天器，以識別此類近地天體，所有這些都得到了新報告的認(rèn)可。

報告列出的最優(yōu)先事項是完成NASA的“火星樣本取回”任務(wù)。“毅力”號火星探測器在探索火星表面的過程中一直在收集樣本，之后它會將樣本交給計劃2028年抵達(dá)火星的航天器，從而讓樣本最終返回地球后由科學(xué)家展開分析。

報告還建議開展一些規(guī)模相對較小的太空飛行任務(wù)，如發(fā)射月球車從月球南極采集樣本，并讓宇航員將樣本帶回地球。

此外，報告還考慮了另4項旗艦任務(wù)方案：一個木衛(wèi)二著陸器、一個水星著陸器、一個海王星軌道器與探測器以及包含軌道器、著陸器和將在金星大氣層內(nèi)運(yùn)行的金星探測任務(wù)，但最終因為費(fèi)用和技術(shù)成熟度等方面的問題而拒絕了這些方案。

這份十年調(diào)查報告囊括了行星科學(xué)家在未來十年最迫切需要解決的科學(xué)問題：起源(太陽系和地球是如何起源的，它們在宇宙中是否罕見)、天體(行星如何進(jìn)化)以及生命和宜居性(什么條件導(dǎo)致了地球上的宜居環(huán)境以及生命的出現(xiàn)，其他地方是否也存在生命)，新調(diào)查任務(wù)將幫助科學(xué)家們回答這些問題。

關(guān)鍵詞： 衛(wèi)星派遣探測器 天體之一 天王星軌道器 與探測器