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能否凭借木星引力弹弓,向天王星发射超10亿美元的宇宙飞船?

关于天王星,你知道最风趣的是什么?天王星旋转轴与太阳系中所有其他行星彻底不一致?天王星的磁层不对称,相对于它的旋转轴显着歪斜,并且显着违背行星中心?或天王星的卫星都是以莎士比亚和亚历山大·蒲柏的人物命名?所有这些现实都来自十分有限的数据集。一些最好的数据是在1986年旅行者2号飞越时搜集的。从那时起,仅有的新数据来自于望远镜。

尽管天文望远镜的分辨率一直在稳步进步,但只能触及间隔最近的冰巨星周围体系中或许潜藏东西的外表。这种状况行将改动,由于一个科学家团队发布了一份白皮书,倡议一艘新的旗舰级宇宙飞船进行拜访。由SETI研讨所的研讨科学家Richard Cartwright博士和SETI和NASA Ames研讨中心的科学家Chloe B Beddingfield博士带头宣布,搜集了100多名合著者来支撑这篇论文。这份白皮书提出了一个旗舰级的使命,总成本超越10亿美元。

研讨小组主张,这项使命应该在未来十年内规划和发射,以便运用木星每几十年才干供给一次的引力加快,即咱们俗称的引力弹弓。引力弹弓有两个首要的优点:其一是它将更快地将宇宙飞船送到天王星那里,答应宇宙飞船在电源耗尽之前花更多的时刻实践进行科学研讨。此外,作为延伸宇宙飞船使命的一部分,它或许会及时将航天器送到天王星体系,以便看到天王星的春分。

天王星的卫星

监测这一十分稀有的事情,将使科学团队能够捕捉到更多到现在为止无法搜集的共同数据。但是,科学团队感兴趣的不仅仅是天王星自身,天王星的许多卫星都是绝无仅有的,值得仔细调查。旅行者2号发现了10颗新卫星,自那以后又发现了更多卫星,使总数到达27颗,在太阳系中排名第三。这些卫星被分为三个不同的类别:五个经典卫星,其间泰坦尼亚是最大的,九个不规则卫星:

其轨迹标明它们或许是从太阳系其他当地捕获的天体,以及13个首要坐落天王星环中的内卫星或环卫星。经典卫星很或许是由岩石和水冰组成的,有或许成为海洋国际,在厚厚的冰层下有次表层海洋。这些次表层海洋或许会在经典卫星上引起结构或低温火山活动。米兰达(Miranda)和阿里尔(Ariel)这两颗经典卫星外表好像在相对较近的曩昔发生了改变(从地质学上讲),这在必定程度上标明晰这一点。

现在天王星卫星外表的图画分辨率相对较低,拟议宇宙飞船使命的首要方针之一是拍照更高分辨率卫星外表图画。跟着分辨率的进步,人们对这些卫星上的地质特征有了更好了解,包含陨石坑的数量,这能够作为外表年纪的代替。咱们这些卫星的确有地下海洋,它们将被添加到天体生物学家感兴趣的国际名单中,这份名单还包含像恩克拉多斯这样的卫星,它与米兰达有着惊人的相似之处。

新天王星勘探飞船

但它并不是体系中仅有值得重视的风趣当地,天王星的环形卫星之一MAB在一个模糊的尘土环内运转,或许是由从这个细小天体喷出的物质支撑,这些物质也或许终究落到附近的卫星上。相似地,外卫星泰坦尼亚和奥伯龙或许被天王星悠远的不规则卫星落下的尘土所掩盖。天王星不同卫星之间的这些动态相互作用能够经过拟议的使命得到验证。为了验证卫星之间的相互作用和行星体系许多其他扑朔迷离的状况,勘探使命将必须有一些先进的仪器来搜集所有这些数据。

飞往天王星的宇宙飞船勘探器将有三个首要设备:可见光相机、磁力计和近红外测绘光谱仪。如上所述,除了为地球科学家供给令人惊叹的天王星行星体系相片外,可见光相机还能够用来供给物体外表的高分辨率图画。它能够供给任何外表活动的洞悉,它将是调查天王星自身季节性改变这一延伸使命方针的组成部分。磁力计将答应科学家近间隔研讨卫星和天王星共同磁场之间的相互作用。

磁力计能够经过辨认来自这些卫星内部的感应磁场,来查找这些卫星上的含盐次表层海洋。伽利略磁力计运用这项技能在木星的大卫星上查找咸海。美国宇航局喷气推动实验室现在开发了一种十分活络的磁力计,有或许在这次使命中发射。近红外测绘光谱仪是任何现代空间科学使命的规范仪器,也是了解天王星卫星外表存在哪些分子的要害。特别是,它能够表征二氧化碳冰和含氨物质,这是在天王星一些卫星上勘探到的分子。

揭开天王星的隐秘

研讨这些分子将使咱们更好地了解这些卫星的天体生物学潜力。当被问及为什么向这个有着不知道天体生物学潜力的外层冰巨星发送使命,或许比向其他有出路的天体生物学候选者发送使命更好地使用资金。首要,大体上关于天王星的数据十分少,并且大部分数据都是在曩昔30多年里长途搜集。对该体系的一次使命,意图是绕轨迹运转,将会成倍地添加咱们对太阳系中研讨最少的行星体之一的了解。

其次,经过一次天王星轨迹飞行器使命,能够答复的问题数量远远超越了从一次旅行者号中搜集的数据。在这个体系中有27个已知的天体需求研讨,还有行星自身,天王星的环,以及它古怪的地幔圈,或许还有更多的卫星有待发现。一个轨迹飞行器就能搜集所有这些卫星的数据。作为上一次十年研讨的一部分,天王星体系的一项相似使命的优先级排在第三位。它前面两个使命是后来的“意志号”火星勘探器和欧罗巴快艇使命,这两个使命都在推动开展。

跟着天王星项意图下一步敞开,研讨团队对这一概念将被选为下一项旗舰使命寄予厚望。咱们它被“捡”起来,团队有一点时刻在2030年到2034年之间到达使用木星“引力弹弓”效应所需的窗口。在木星这个巨大气体巨星的协助下,该使命有望在本世纪40年代初至中期抵达天王星体系。

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