“一生一次”:英国和欧洲的太空科学家敦促加入美国宇航局的天王星任务

2024-07-28 03:24来源:本站

  

  欧洲空间科学家被敦促与美国国家航空航天局合作,以确保计划于本世纪发射的最雄心勃勃的太空任务之一的成功。

  天体物理学家日前表示,加入前往神秘天王星的机器人太空飞行,将为“参与一项开创性的旗舰级任务提供机会”。

  这一呼吁是在领先的科学杂志《自然》(Nature)的一篇特别社论中发出的,该社论敦促欧洲航天局(Esa)与美国国家航空航天局(Nasa)建立国际伙伴关系。这样的合作将确保天王星任务——包括将一个机器人航天器送入环绕天王星的轨道,并将一个探测器投放到其厚厚的、冰冷的大气层中——按时、按预算完成。

  该任务将花费10年的时间来开发,发射后将花费12-15年的时间到达天王星。

  这篇社论的作者,艾克斯-马赛大学的天体物理学教授奥利维尔·莫斯和科罗拉多州博尔德西南研究所的美国天体物理学家罗宾·卡纳普说:“欧洲缺乏对这一也许是一生一次的旗舰任务的实质性参与,也会破坏欧洲从事太空探索的大批科学家、工程师和技术人员,他们对行星和寻找外星生命有着浓厚的兴趣。”

  为天王星任务建立欧美合作伙伴关系并非没有先例。2004年,美国宇航局的卡西尼号机器人飞船进入土星轨道,随后发射了欧洲航天局建造的惠更斯号探测器,惠更斯号探测器降落伞降落在土星的卫星土卫六上,揭示了一个表面酥脆易碎、液态碳氢化合物湖泊的世界。这次联合任务被认为是国际航天合作效益的一个典型例证。

  在他们的社论中,Mousis和Canup认为,如果欧空局不抓住机会加入天王星任务,应该建立一个由欧洲国家组成的联盟来建造探测器,该探测器将从美国制造的主要宇宙飞船上释放出来。在建立太空合作企业方面有着良好记录的英国,将在这样一个企业中发挥关键作用。

  科学家们认为天王星具有特殊的科学重要性。当我们太阳系的其他行星像陀螺一样旋转时,天王星是侧着的。虽然它不是离太阳最远的行星,但它是太阳系中最冷的行星。

  天王星也经历了令人难以置信的漫长季节。每一个极点都有几十年的时间沐浴在不间断的阳光下,然后是几十年的完全黑暗。迄今为止,只有一个太空探测器访问过天王星:1986年,旅行者2号(Voyager 2)掠过天王星,发现它是一个平淡无奇的淡蓝色世界,拥有一系列卫星。从那以后就没有地球的造访了。

  然而,这种缺乏兴趣的情况即将改变。两年前,美国国家科学院发表了一份报告,呼吁美国宇航局将发射天王星探测器作为优先旗舰任务。科学院的观点具有巨大的影响力,这使得美国宇航局面临着在不久的将来向天王星发射宇宙飞船的压力。

  有两个关键的原因在驱使我们去拜访天王星。首先是本地因素。太阳系由三类行星组成:内部的岩石世界水星、金星、地球和火星;离太阳更远的两颗气态巨行星木星和土星;然后是太阳系边缘的天王星和海王星。这些行星被称为冰巨星,因为它们的直径是地球的四倍,并且在它们的大气中含有大量的甲烷、水和其他形成冰的分子。

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  最后一个特征一直被认为是有趣的,但没有足够的有趣来证明一个专门的探测器,直到天文学家装备了一系列强大的新望远镜和太空探测器,开始研究围绕其他恒星运行的行星。

  令他们惊讶的是,他们发现天王星和海王星大小的行星似乎在我们的银河系中无处不在。“大自然喜欢制造这种大小的行星,”加州大学圣克鲁兹分校的行星科学家乔纳森·福特尼告诉《科学》杂志。

  问题是,为什么要这样做?这也是这次任务的第二个关键原因。人们提出了许多理论,但在详细研究天王星之前,没有明确的答案。除了找到可能解释为什么冰巨星在其他恒星周围很常见的证据外,该任务还旨在解释为什么这颗行星如此寒冷,其旋转轴向侧面倾斜。Mousis和Canup坚持认为:“天王星任务的科学驱动因素是令人信服的。”

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