人类首次近距离观察冥王星如此引人入胜,以至于一些研究人员希望再次前往,并花更多时间研究这个冰冷的世界。
上个月末,35位科学家在休斯顿会面7小时,讨论潜在的冥王星轨道飞行器任务的基本蓝图和科学目标。这项努力将建立在NASA的 新视野号探测器在2015年7月进行的史诗般的冥王星飞掠期间获得的知识之上。
新视野号首席研究员艾伦·斯特恩表示,参加者在4月24日的研讨会后充满热情,并致力于尽最大努力促成这样一个项目。斯特恩也参加了这次研讨会。[前往冥王星:NASA新视野号任务图片集]
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斯特恩说,这次会议让人想起新视野号最早的时期:1980年代后期,当时他和少数其他人首次提出发射冥王星飞掠任务的可能性。
“感觉很像那样,但[有]新一代的人,” 斯特恩,他在科罗拉多州博尔德的西南研究所工作,告诉Space.com。
新视野号的飞掠揭示了冥王星是一个令人惊叹的多样化世界,拥有广阔的氮冰平原、2英里高(3.2公里)的水冰山脉和丰富的其他表面特征。但是探测器在飞掠时只匆匆一瞥矮行星系统;斯特恩说,轨道飞行器会停留更长时间,并更进一步揭开冥王星的面纱。
“你可以绘制行星及其卫星的每一平方英寸,”他说。“这将是一场科学盛事。”
斯特恩说,按照目前设想的可能任务,轨道飞行器将在冥王星系统周围巡航,利用矮行星最大的卫星卡戎的引力助推将其弹射到各处。该策略将类似于 NASA的卡西尼号探测器所采用的策略,卡西尼号多年来通过飞掠这颗环状行星最大的卫星土卫六来塑造其在土星系统中的路径。
因此,当前的概念与斯特恩在新视野号飞掠后不久提出的概念不同,后者是将着陆器降落在 卡戎上。
斯特恩说,如果使用卡戎着陆器,“你会被限制在观察冥王星的一侧。” (卡戎和冥王星是潮汐锁定的,这意味着每个世界总是向另一个世界展示同一张面孔。)
“而且你无法非常靠近。你无法进入大气层,”他补充道。“我认为,这是一个更好的任务概念。”
斯特恩说,尽管这项任务会类似于卡西尼号,但冥王星轨道飞行器本身会类似于 NASA的黎明号探测器,黎明号探测器目前正在环绕矮行星谷神星运行。他说,像黎明号一样,冥王星探测器也可能使用电力推进,并配备六种科学仪器。
然而,斯特恩补充说,由于冥王星轨道飞行器将在远离太阳的地方运行,它将依靠核动力来发电,而不是像黎明号那样依靠阳光。而且价格标签会高于黎明号的4.67亿美元;冥王星的努力可能会被归类为新前沿任务或小型旗舰任务。(新前沿任务耗资约10亿美元,而旗舰任务耗资约20亿美元。)
斯特恩说,冥王星轨道飞行器可能会在2020年代后期左右升空。他补充说,2030年的发射将具有仪式性意义,正值冥王星发现100周年。探测器将花费七到八年时间前往这颗矮行星,然后可能会花费四到五年时间研究 冥王星及其卫星。
斯特恩说,当探测器在那里的工作完成后,宇宙飞船可能会利用最后一次卡戎飞掠来逃离冥王星系统,并前往 柯伊伯带中的另一个天体,柯伊伯带是海王星轨道之外的寒冷天体环。(新视野号正在做类似的事情;它现在正朝着2019年1月1日飞掠一个名为2014 MU69的小型柯伊伯带天体的方向前进。)
但斯特恩强调,冥王星轨道飞行器任务离成为现实还有很长的路要走。他说,他和他的研究人员同仁的目标是使这个概念成熟,以便在下一个行星科学十年调查中被考虑,美国国家研究委员会的这项工作每10年为NASA设定一次探索重点。
斯特恩说,下一个十年调查将于2020年开始,2022年完成,并于2023年发布。
“帷幕正在拉开,”他谈到冥王星轨道飞行器的想法时说。“这件事将在未来几年成为讨论的话题。”
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