预计 NASA 将在未来 10 年内探测天王星

一份颇具影响力的新报告利用来自全球 100 多位太空相关研究和行业专业人士的贡献来规划未来十年的太空探索——他们的目光投向了天王星和土星的一颗名为土卫二的冰卫星。

该报告由美国国家科学、工程和医学院于上周发布，该学院是一个独立组织，其任务是帮助 NASA 和美国国家科学基金会评估行星科学研究的现状并选择目标。之前的一份报告促成了 NASA 本世纪最大的两项任务。

科学家们希望“访问太阳系中的每个天体”，但资源是有限的，因此该报告有助于将资金引导到最能物有所值的项目上，该报告巨型行星系统小组副主席、美国宇航局行星科学家艾米·西蒙说。

2011 年发布的上一次十年调查推荐了三项“旗舰”优先事项：将火星岩石样本带回地球，这是正在进行的“毅力号”火星探测车项目的主要目标；前往木星卫星木卫二的任务，后来成为“木卫二快船”；以及天王星任务，目前尚未开始。虽然这些建议不具约束力，但 NASA 非常重视这些报告。西蒙“非常乐观”，认为至少在未来十年内将开始前往天王星的任务。

西蒙说，这一次，这份十年报告“重新强调了天体生物学——寻找太阳系中的宜居性或现有生命”，同时也关注系外行星，即存在于太阳系之外的世界。

新的调查有两个首要任务：旗舰任务是探索天王星，另一项是访问土星的卫星土卫二。西蒙说，自上次调查以来，这两项任务都是高度优先的。

“向天王星发射旗舰非常有意义”，因为天王星和海王星“是尚未被探索过的星球”，亚利桑那大学行星科学家、月球和行星实验室主任马克·马利 (Mark Marley) 表示。他审阅了部分早期报告，并称其“思路清晰”。研究这些星球将有助于科学家了解太阳系以及整个常见系外行星的形成。不过，他说，有些人感到不安，因为除了样本返回任务之外，未来的火星任务并没有受到太多关注。

马利说，决定 NASA 资金的国会非常重视这些十年调查。任务构想可能已经摆在桌面上，但报告会告诉 NASA 应按什么顺序实施这些任务。

天王星和海王星是太阳系的“冰巨星”，也是太阳系中研究最少的行星之一。但对它们进行更细致的探索可以帮助天文学家更好地了解系外行星——冰巨星的质量是地球的 10 到 15 倍，是新发现的最常见的系外行星类型。

天王星和海王星大小相似，但天王星的地下温度比其他三颗气态巨行星低，横向旋转，并有与其一起形成的卫星系统。西蒙说，与此同时，海王星的引力在行星形成后捕获了它的卫星海卫一。她说，尽管海卫一引起了研究人员的兴趣，因为它“可能是一颗海洋世界”，但选择哪颗冰巨星应该成为更高的科学优先事项取决于你问谁。没有争议的是，海王星距离地球约 50%，这使得航天器更难到达并绕其运行。

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与此同时，天体生物学家对土卫二特别感兴趣，因为它可能适合生命生存。

土卫二是一颗冰冻卫星，直径约 300 英里，绕土星运行。卡西尼号太空船于 2005 年首次对土卫二进行调查，发现证据表明它定期向太空喷出水柱，这表明在卫星冰冻的表面下存在液态水海洋。卡西尼号飞过这些水柱测量其内容，发现了含有有机分子的咸水，尽管轨道器并非专门为这项任务设计的。西蒙说，木星的卫星木卫二可能也有一个地下海洋，但​​木星的放射性非常强，这使得土星的卫星成为发现生命的更好选择。

西蒙表示，土卫二的羽流“向土星系统各处喷涌物质”，这意味着科学家可以相对轻松地研究该行星地下的物质。轨道飞行器可以在太空中穿过羽流，而不必将机器人送上月球去凿开厚达数英里的冰层。

马利表示，新任务的范围将取决于未来几年 NASA 的预算增长多少，以及收集毅力号火星样本的任务成本有多高。但如果资金充足，一项或两项任务很有可能实现。