【據(jù)航天評論網(wǎng)2017年9月11日報(bào)道】2017年9月15日,幾乎耗盡燃料的“卡西尼”土星探測器沖入土星大氣層焚毀,,確保不會與土衛(wèi)六“泰坦”(Titan)或土衛(wèi)二“恩塞拉多斯”(Enceladus)等可能適宜居住的衛(wèi)星相撞,。
不久前,美國國家航空航天局(NASA)在準(zhǔn)備終結(jié)“卡西尼”時,,也為兩顆壽命頗長的外太陽系探測器舉行了慶?;顒印?月5日是“旅行者”-1號(Voyager 1)發(fā)射40周年紀(jì)念日,。(“旅行者”-2號(Voyager 2)比1號提前兩周多發(fā)射,,但因沿著不同的軌跡飛行, “旅行者”-1號更早抵達(dá)木星和土星,。)這兩顆探測器仍然在軌運(yùn)行,,“旅行者”-1號甚至早已進(jìn)入星際空間。
9月5日,,“旅行者”項(xiàng)目的資深科學(xué)家,、噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室前主任埃德斯通(Ed Stone),在國家航空航天博物館舉行的紀(jì)念 “旅行者”任務(wù)實(shí)施40周年的專家組會議上發(fā)表了講話,,認(rèn)為“旅行者”代表了人類最為雄心勃勃的發(fā)現(xiàn)之旅,,是為人類留下了寶貴的“遺產(chǎn)”。
“旅行者”的科學(xué)成果眾所皆知:詳細(xì)勘測了木星和土星,,首次——目前唯一一次——近距離觀察了天王星和海王星及其衛(wèi)星,。“旅行者”至今仍在運(yùn)行,,測量太陽系附近或邊緣的磁場和顆粒環(huán)境,。
斯通認(rèn)為,“旅行者”一次又一次地拓展人類對行星,、光環(huán),、磁場和衛(wèi)星的認(rèn)識,為許多未來的外行星探測任務(wù)奠定基礎(chǔ),。
自“旅行者”發(fā)射以來,,外行星探測任務(wù)次數(shù)并不多?!百だ浴保℅alileo)探測器對木星開展多年環(huán)繞探測,,最終在2003年沖入木星大氣層焚毀,結(jié)束任務(wù),,也是為了防止污染太空生物學(xué)家感興趣的木衛(wèi)二“歐羅巴”(Europa),。“朱諾”(Juno)目前正環(huán)繞木星探測,,可能繼續(xù)運(yùn)行數(shù)年,?!爸熘Z”的任務(wù)得以擴(kuò)展,部分是因?yàn)樵摵教炱饕恢边\(yùn)行在木星的較長軌道上,。
另一個任務(wù)是“新地平線”(New Horizons),。該探測器于2015年7月飛越冥王星,完成了主要任務(wù),,目前正在執(zhí)行下一個任務(wù),,即在2019年元旦飛越編號為2014 MU69的柯依伯帶(Kuiper Belt)天體。
上周,,“新地平線”團(tuán)隊(duì)宣布,,計(jì)劃讓該航天器以“較近距離”飛越MU69:在飛越柯伊伯帶天體時,“指定”軌道距離天體只有3500千米,。如果觀察結(jié)果檢測到MU69附近存在碎片或其他危險,“新地平線”可能以更為遙遠(yuǎn)的距離(不少于一萬千米)飛越MU69,。相比之下,,“新地平線”飛越冥王星時的最近距離是約12500公里,鑒于MU69遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于冥王星,,近距離飛越能夠提供更高分辨率的圖像和其他重要數(shù)據(jù),。
“新地平線”首席專家艾倫?斯特恩(Alan Stern)表示,飛越探測將于2018年8月開始,,并持續(xù)至2019年1月份的第一周,。由于距離更遠(yuǎn),數(shù)據(jù)發(fā)回速率低于飛越冥王星后的數(shù)據(jù)發(fā)回速率,,將花費(fèi)大約20個月的時間,。
MU69本身仍然是一個謎。到目前為止,,人們只對它的亮度和顏色進(jìn)行了物理測量,。
然而,哈勃太空望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)能夠精確地測量MU69的光度,,顯示天體自轉(zhuǎn)時亮度變化較小,,意味著MU69在自轉(zhuǎn)時可能不會向地球展示截然不同的橫截面,或者人類只是在向下看著自轉(zhuǎn)軸,?!?/p>
2017年7月17日,趁MU69遮擋住一顆恒星時,,天文學(xué)家門在南非和阿根廷利用望遠(yuǎn)鏡觀察了該掩星(stellar occultations)事件,。
初步分析表明,MU69可能是一個不同尋常的天體,。
MU69 是一個雙瓣天體或者兩個天體——雙子天體,。這兩個天體彼此繞轉(zhuǎn),,恰好在此次掩星事件中發(fā)生重疊。
2014年飛越MU69只是“新地平線”擴(kuò)展任務(wù)的一部分,,整個擴(kuò)展任務(wù)持續(xù)至2021年,,將對數(shù)十個其他柯伊伯帶天體進(jìn)行遠(yuǎn)距離觀察,并開展太陽物理學(xué)研究,。
“新地平線”有望在第二個擴(kuò)展任務(wù)中飛越另一個柯依伯帶天體,。因攜帶的燃料和電力充足,“新地平線”還可再執(zhí)行第三或第四個擴(kuò)展任務(wù),。
重訪“歐羅巴”
為進(jìn)一步深入了解外太陽系天體的內(nèi)部結(jié)構(gòu),。NASA正在研制最早20世紀(jì)20年代初發(fā)射的“歐羅巴快帆”(Europa Clipper)探測器?!皻W羅巴快帆”將環(huán)繞木星飛行并飛越歐羅巴數(shù)十次,。歐洲航天局(ESA)正在研制自己的木星探測器,即“木星冰衛(wèi)星探測器”(Jupiter Icy Moons Explorer,,JUICE),,計(jì)劃2030年抵達(dá)木星,對木星及其衛(wèi)星“歐羅巴”,、木衛(wèi)三“甘尼米德”(Ganymede)和木衛(wèi)四“卡里斯托”(Callisto)進(jìn)行研究,。
在研的木星探測任務(wù)中,野心最大的要數(shù)美國國會向NASA提出的歐羅巴著陸器,。NASA已完成該任務(wù)的科學(xué)探測可行性研究,。
該任務(wù)雖然還處于初期階段,但NASA官員表示,,歐羅巴著陸器任務(wù)已經(jīng)通過了2017年6月組織的任務(wù)概念評審,。
根據(jù)任務(wù)概念評審結(jié)果,NASA將繼續(xù)探索其他歐羅巴著陸器方案,,繼續(xù)平衡風(fēng)險,、成本和科學(xué)回報(bào)之間的關(guān)系。
所謂的平衡方法,,包括犧牲一定程度的科學(xué)探測,,減少任務(wù)的成本。一個更加精簡的任務(wù)概念,,必然會放棄一定的科學(xué)性,。
這種平衡取舍可能會影響著陸器上的有效載荷儀器及著陸器的運(yùn)行方式。此外,,收集較少的冰樣可以簡化任務(wù)方案,,降低成本。
NASA正在研究著陸器的成本,,不打算很快就做出成本削減的決定,,但拒絕透露任何估值,,甚至是粗略的估值。人們推測,,NASA在9月6日在“外行星評估小組”(OPAG)會議上提出的歐羅巴著陸器方案,,成本約數(shù)十億美元。
“歐羅巴快帆”也經(jīng)歷了類似的過程,,最初是一個規(guī)模更大,、成本更高的任務(wù)——“木星歐羅巴軌道器”(Jupiter Europa Orbiter, JEO),對歐羅巴開展環(huán)繞探測,,但因成本太大,,最終不得不簡化為歐羅巴多次飛越探測。
目前,,歐羅巴著陸器的經(jīng)費(fèi)情況不樂觀,。白宮專注于“歐羅巴快帆”和另一個旗艦行星任務(wù)——“火星2020”,沒有將歐羅巴著陸器的經(jīng)費(fèi)納入NASA的2018年預(yù)算申請中,。而眾議院版本的NASA支出法案既包括了“歐羅巴快帆”的資金,,也包含了歐羅巴著陸器的資金。
同時,,“旅行者”將繼續(xù)運(yùn)行,擁有足夠的電力運(yùn)行至2025年以后,?!奥眯姓摺?1號曾拍攝一張著名的太陽系“全家福”照片,,其中地球就像一個暗淡的藍(lán)點(diǎn),。因此,“旅行者”不僅打開了外太陽系的大門,,而且?guī)椭覀冋_認(rèn)識我們所處的世界,,正如安?德魯伊(Ann Druyan)在四十周年紀(jì)念活動中所說,“我們生活的世界只是太陽系的一個像素,?!?/p>