长期被忽视的天王星可能会在几十年内首次迎来访客。美国国家航空航天局应该派遣一项旗舰任务来研究这颗巨行星，美国行星科学家小组的一份新报告指出。该机构几乎总是遵循该小组的建议。
这项天王星任务将是自 1986 年旅行者 2 号飞掠这颗冰冷天体以来的首次。这次探险可能会揭示这颗行星、它的环和它的卫星是如何形成并在数十亿年间演变的。
“这项任务将具有绝对的变革性，”美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心（位于马里兰州格林贝尔特）的行星科学家艾米·西蒙说，她参与了 4 月 19 日由美国国家科学、工程和医学院在华盛顿特区发布的报告。天王星充满了科学谜团，例如它为什么几乎侧卧旋转，以及如何形成复杂的磁场。更广泛地说，研究天王星可以为了解围绕其他恒星运行的行星提供见解；在 5000 多颗已知系外行星中，最常见的是天王星大小的行星。
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一些行星科学家最近呼吁航天机构向天王星或海王星发射一项重大任务，海王星也是旅行者 2 号在 1989 年最后一次访问的行星。这两颗行星都是“冰巨星”，由大量冰冷物质围绕着一个小型岩石核心旋转组成。但海王星并未入选该报告。“天王星的排名更高，因为它在技术上现在可以实现，”西蒙说。
天王星任务可以使用商业猎鹰重型火箭发射，这是一种已经投入运行的运载火箭。最早可能在 2031 年发射，这是最早可以设计和建造航天器的日期，如果资金充足的话。前往比天王星更远的海王星的任务可能需要更大的火箭，例如美国国家航空航天局的太空发射系统，该系统尚未飞行。
该报告建议执行一项任务，向天王星投放探测器，以探索诸如是什么驱动着吹过其大气层（由氢气、氦气和甲烷组成）的强风等谜团。主航天器将花费数年时间绕行星飞行，收集有关天王星可能发光极光等特征的磁场等观测数据。“我们正在讨论一项研究整个天王星系统的任务，”位于加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室的行星科学家马克·霍夫施塔特说。
这项任务将探索天王星已知的 27 颗卫星中的一些卫星——可能是泰坦尼亚和奥伯龙，它们足够大，冰面下可能有水，也可能是麻脸的福玻斯和杂色的帕克。天文学研究大学协会（位于华盛顿特区）科学副总裁海蒂·哈梅尔说，轨道飞行器和探测器“将提供非凡的全新科学广度”。“我可以滔滔不绝地说下去。”
巨行星，高昂的价格标签
如果 NASA 决定开展天王星任务，这可能耗资高达 42 亿美元，它可能会在欧洲航天局 (ESA) 找到合作伙伴。2021 年，欧空局发布了一项长期优先研究报告，其中包括一项建议，即该机构与其他航天机构合作研究一颗冰巨星行星。
英国莱斯特大学的行星科学家利·弗莱彻说：“现在的关键问题是，国家预算和欧空局的科学计划中是否有空间进行雄心勃勃的合作。”“我们将拭目以待。”
美国的新报告涵盖了行星探索的许多方面，并且可能会在未来几年指导 NASA 和美国国家科学基金会的决策。在天王星之后，其旗舰行星任务的第二高优先级是前往土星卫星土卫二的探测器，土卫二有水柱从地底海洋喷射出来。该任务将派遣着陆器前往土卫二表面，收集其中一个水柱沉积的物质，并寻找生命迹象。
太空岩石监视受到审查
该报告首次分析了 NASA 为防御地球免受杀手小行星袭击所做的准备工作。它建议该机构尽快启动一项探测近地小行星的任务——NASA 最近宣布将该项目推迟两年至 2028 年，以节省资金。
该报告还强调了美国行星科学领域公平性和包容性的糟糕状况。它指出，来自种族和少数族裔群体的科学家经常面临歧视，行星任务的领导层并未反映其应有的多样性。在 2014 年至 2020 年间向 NASA 提出的行星任务的科学家中，只有 5% 的人认为自己属于代表性不足的群体。报告称，过去十年见证了“令人震惊的缺乏改变”。
本文经许可转载，并于 2022 年 4 月 19 日首次发表。