NASA 公開了 4 個發現太陽系祕密的新任務

作者 | 發布日期 2020 年 02 月 18 日 8:45 | 分類 天文 , 尖端科技 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


太陽系在呼喚,NASA 又準備向宇宙「進軍」了。

14 日,NASA 透露未來 4 項太空任務,分布整個太陽系,其中兩項前往金星、兩項前往木星和海王星。

這些任務屬於 NASA「探索計畫」,邀請眾多科學家和工程師組成團隊研究太陽系,NASA 科學任務部副主任 Thomas Zurbuchen 表示,這次任務可能改變對太陽系最活躍和最複雜部分的理解。

探索這些天體的任何一個,都有助於揭開它們及其他類似物體如何進入宇宙的祕密。

DAVINCI

「DAVINCI+」是指「金星深層大氣稀有氣體、化學和成像」,這個任務簡單來說,就是研究金星的大氣成分。

對許多科學家來說,研究金星是遙不可及的夢想。

這環境如地獄惡劣的行星表面是華氏 900 度高溫,還有濃厚的硫酸雲層,佈滿稠密的二氧化碳。

這次研究人員打算向金星大氣發射一個探測器,讓這個「探針」在金星熾熱的上空墜入,下降約 1 小時後,「探針」將從上到下測量大氣的化學成分和形成條件;同時,探測器的攝影機和執行任務的軌道器,還將繪製金星的地表岩石類型,並製作表面成像。

▲ DAVINCI 任務概念圖。(Source:NASA/GSFC [Public domain])

這次任務有助於了解金星大氣層如何形成,以及表面是否有海洋。

1978 年,美國「先鋒金星號」探測金星大氣層。1989 年發射的軌道飛行器 Messenger,成了前往金星的最後一次飛行任務。

如果 DAVINC + 任務進展順利,將是 1978 年以來第一台由 NASA 帶領進入金星大氣層的探測器。

VERITAS

VERITAS 是探測金星的另一個任務。

含義是指「金星發射率,無線電科學,干涉雷達地形測量,地形和光譜學」。

通俗來講,任務重點就是測繪金星表面,了解金星的地質歷史,看看為什麼演變和地球如此不同。

畢竟金星一直以來認為是地球的雙胞胎,大小、密度、內部結構都和地球差不多,但金星卻變成極其荒涼的星球。

▲ 金星火山之一 Maat Mons 模型圖。(Source:NASA – Jet Propulsion Laboratory [Public domain])

VERITAS 任務將在軌道飛行的探測器攜帶合成孔徑雷達儀器,查看金星的大氣層,並測量幾乎整個星球表面,最終繪製完整地質圖。

這些資訊最終將回答關於金星的幾個重要問題。包括金星是否有板塊構造、火山活動,同時也能了解地球和金星如何向完全不同的路進化。

▲ VERITAS 太空船概念圖。(Source:Image credit: NASA/JPL-Caltech [Public domain])

VERITAS 提議的主要研究者、NASA 加州噴氣推進實驗室研究員 Suzanne Smrekar 說:

我們正在探索一個原本宜居卻迷失的世界。

1989 年「麥哲倫」號金星探測器從地球出發後,在金星上方「凝視」厚厚的雲層,首次繪製出火山景觀,至今,我們仍然不知道金星表面到底是什麼。這項任務將製作有史以來第一張金星表面成分圖。

IVO

IVO 指的是木衛一(IO)火山觀測器。

木衛一是太陽系第四大衛星,也是太陽系火山最活躍的地方。

▲ NASA 伽利略號探測器在 1997 年捕獲的木衛一圖像。(Source:NASA

木衛一擁有 400 多座火山,可噴出高達 500 公里以上的地表氣柱。木星的強烈引力,透過潮汐力將木衛一的內部液化並拉扯,就像月亮引力對地球海洋的潮汐作用。

這個任務將讓 IVO 繞木星運行,並經過木衛一,了解潮汐力如何塑造行星體。最重要的是,幫助我們了解 IO 內部是否有岩漿海洋。

這非常重要,但我們對此一直知之甚少。亞利桑那大學 IVO 任務首席研究員 Alfred McEwen 稱:

岩漿海洋是所有內部行星(包括地球和月球)及系外行星的早期發育關鍵。因此,研究當今的岩漿海洋將是一項重大進步。

透過在木衛一外近距離飛越,IVO 將評估木衛一岩漿的產生和爆發方式。這次任務的結果,可能會徹底改變我們對岩石、地面物體及太陽系冰冷「海洋」世界的理解。

TRIDENT

最後這個任務,是最遠的任務。

TRIDENT 指的就是海王星衛星之一「海衛一」(Triton)。

▲ 1989 年 NASA 的航海家 2 號拍攝的海王星及海衛一的照片。

1989 年,航海家 2 號觀測到這星球後,從圖像知道海衛一與月球一樣大,但比原來想像的更亮、更冷,表面溫度為 -240℃,是太陽系最冷的天體。

但表面卻是非常活躍的世界,有大量羽狀流和冰火山,曾噴射出的冰凍甲烷或氮冰微粒高達 32 公里。

這項飛行任務非常大膽。一次飛掠,將繪製海衛一的地圖,描述探索極寒的冰冷世界活動過程,並確定是否有預測的地下海洋,研究冰冷世界如何演變,以及又為何一直活躍。

(Source:NASA

Trident 首席研究員 Louise Prockter 說:

我們想弄清楚非常大且獨特的羽狀流,是冰冷火山的結果,還是陽光驅使氮氣爆炸的結果。我們想知道,是什麼讓海衛一成為太陽系最年輕的地貌之一。

但航海家 2 號得花約 12 年才能到達海衛一,所以科學家也得等很長時間,才能得到海衛一探測的數據。

所有調查將使我們了解海衛一是否是宜居世界,雖然很遙遠,但依然是所有太陽系科學要解決的最基本問題。

2021 年的探索級任務

探索級任務,視為 NASA「小型」行星科學任務。這些計畫耗資不超過 4.5 億美元,是 NASA 較大的太陽系探索任務補充。

之前的探索級任務,曙光號探測器是第一個先後環繞穀神星與灶神星這兩個體積最大小行星的人類探測器;

信使號探測器正研究水星的化學成分、地質學和磁場;

洞察號火星探測器(InSight)目前正在監聽火星地震活動;

2017 年選定的兩個探索級任務「露西」(Lucy)和「普賽克」(Psyche),計劃於 2021 年和 2022 年發射,拜訪 6 個木星特洛伊小行星和金屬小行星 16 Psyche。

上述 4 個任務所在的隊伍,是 NASA 下一輪探索級任務的決賽團隊。

現在,每個任務團隊將從 NASA 獲得 300 萬美元,並在 9 個月內完成提案。最終選定的團隊開展任務的費用上限為 4.5 億美元,但不包括發射費用和國際捐助。

明年,NASA 會選定不超過兩支任務全面研發,這兩支隊伍將在 2025 年或 2026 年,以及 2028 年或 2029 年獲得兩次發射機會。

那時候,人類離遙遠的太陽系距離,也就更近一步。

從原始人類好奇地望向璀璨星空,到今天宇宙越來越多行星觸手可及,這無數代人的探索,對 138 億年的宇宙歷史來說,不過是須臾一瞬。

但我們也在不斷突破時間和距離。人類一次又一次努力升空,將觸角從渺小的家園,延伸到地球外百億光年的地方。現在,未來也正一步又一步,變得更清楚明亮。

(本文由 愛范兒 授權轉載;首圖來源:NASA

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