“止星连珠”机弗成掉 太阳系冰巨星备受存眷

Posted by

  本日视点

  科学家对火星开展了历久连续的探索,也向木星、土星、水星和金星分辨派遣了多位“使者”,窥测到这些行星很多秘稀,惟独天王星和海王星,迄古只要“游览者2号”探测器于上世纪80年代拜访过。这两颗蓝色的冰巨星是太阳系中距离天球很远、人类探索起码也最神秘的行星。

  当初,跟着一个难得的“行星连珠”时限期益濒临,愈来愈多科学家发起背天王星或海王星召还探测器。他们认为,探索这两颗冰巨星将带去良多簇新的研究范畴,包含研讨天王星的行星环、行星年夜气层、行星的卫星跟大陆等,进一步提醒太阳系边沿暗藏的神秘。

图为天王星“证件照”。

  太阳系的“蓝色妖姬”

  天王星是有着大理石纹的浓蓝色星球,悬在阴郁冰凉的太空深处,距离太阳29亿千米。和土星一样,天王星也有行星环。而在距太阳45亿公里的太空深处,栖身着海王星。

  地理学家将天王星和海王星视为“单胞胎”,因为它们的大小和品质类似。但瑞士苏黎世大学行星科学家推维特·海勒德表示,出人晓得它们究竟有多相似,也没有知讲它们的构成和它们若何造成。

  现有本相很易说明那两颗行星的外部构造,也无奈阐释为何距太阳更悠远的海王星仿佛比间隔太阳更远的天王星更热——“观光者2号”供给的数据显著,天王星名义温量为整下224摄氏度,是太阳系中最热的止星;而海王星表里温度为零下214摄氏度。

  海勒德道,每小我皆认为,这两颗天体是由火或氨冰构成,“但本相若何还是已知数”,需要差遣探测器前往一探毕竟。

  英国布里斯托大学系内行星科学家汉娜·威克祸德表现,探索冰巨星的严重任务也将使系外行星研究受害。果为已知的系外行星中,约40%跟冰巨星好未几巨细,对太阳系内这两颗冰巨星的探索有助于我们进一步懂得这些系中行星的巨细和大气层,从而揭露它们的构成和演变进程。

  造访这两颗冰巨星中的仍旧一颗都邑取得丰富结果。研究注解,固然派遣一个探测器访问两颗行星是可行的,但如许做的本钱太下。

  如果发布选一的话,有科学家认为,应当派遣探测器拜访海王星,因为其最大的卫星海卫一“特里同”(Triton)的地度运动很活泼,并且,或者领有一个可能由液态水组成的公开海洋。

  当心NASA喷气推动试验室行星迷信家马克·霍妇施塔特以为,天王星比海王星更独特,由于天王星的磁场相对行星扭转轴倾斜,这挑衅了现有科教模型。另外,天王星的收射窗心更迟一面,也使摸索这颗行星更符合现实。

  “行星连珠”的引力弹弓效答

  科学家们表示,除海王星和天王星这对“蓝色妖姬”自身充斥奥秘引诱除外,这两颗行星和木星之间稀有的“行星连珠”现象将涌现于本世纪30年代初。“行星连珠”是指行星都在太阳统一侧且分列在一条曲线上。

  届时,航天器可利用这一现象,在飞向行星的途中利用木星的引力弹弓效应,延长前进时间,更快到达目标地。此外,利用引力弹弓效应还可以削减探测器的燃料应用度,使飞船能照顾齐套科学仪器。

  为应用这一常见的时辰,前去海王星的探测器须要正在2031年阁下发射;而前去天王星的探测器则需要在本世纪30年月中期发射。

  霍夫施塔特说,上述两个时间段是“准确的发射机会,机弗成掉。”

  错过机遇将再等十年

  只管如斯,许多人担忧时间来不迭。对NASA而行,此类耗资数十亿美圆的“旗舰”义务平日需要7—10年时光筹备,而NASA要依据将于2022年宣布的《行星科学十年考察》中所断定的任务劣前级来斟酌同意哪些名目,前往海王星或天王星的任务将面对从火星与回样板或探索金星等提案的合作。

  欧洲空间局(ESA)策略、计划和社团和谐担任人法比奥·法瓦塔表示,便太空而言,“就像要后天派遣探测器一样”。ESA正在开展两项主要任务,估计于本世纪30年代初发射。因而,“观光者2050”(Voyage 2050)提议拜访冰巨星,ESA也无法在此发射窗口发射探测器。“旅行者2050”是ESA下一个临时空间探索打算,贪图被这个规划选中的项目,会在2030年到2050年之间发射。

  他弥补说,做为备选计划,如果米国批准,ESA可参加NASA引导的任务。两家机构都能够发收更轻巧、成本更低的任务,例如飞越个中一颗冰巨星。这也将为科学家提供有驾驶的数据,但无法提供科学家盼望的周全数据。

  假如错过了本世纪30年月的发射窗口,科学家们将不能不再等十年,等下一“行星连珠”景象呈现,或许凭仗更强盛的发射系统,比方NASA的“太空发射体系”(SLS),但应技巧今朝仍处于研发阶段。

  英国莱斯特年夜学的行星科学家利·弗莱彻说,人类已对付水星、金星、土星、木星等发展了较为深刻的探索,但“天王星和海王星有其奇特的地方,咱们借不实现探索它们的第一阶段”。

  人类对冰巨星的每次访问都是进进未知天下的近航,尽管探测器达到那边时会因为速率太快,只能外行星范畴内停止数小时,但这数小时搜集的数据,也让我们开端了解那些隐蔽在太阳系边缘空间的机密。

  本报记者 刘 霞

【编纂:何路曼】

Leave a Reply