1989年8月25日，在加利福尼亚州帕萨迪纳市，美国宇航局的喷气推进实验室一片繁忙景象。科学家、记者，甚至一位名副其实的摇滚明星查克·贝里，都蜂拥而至该设施的任务控制中心，纪念前一天晚上旅行者2号宇宙飞船飞掠海王星北极上方不到5000公里处的时刻——这标志着它最接近这颗冰巨星。“兴奋程度是我在这里见过的最高的，”卡尔·萨根后来在CNN电视节目中说道。
一年多来，随着宇宙飞船缓慢接近现在被认为是太阳系最外层已知行星的星体，这种兴奋感一直在积聚。日复一日，当旅行者2号传回照片时，这种兴奋感也随之增长——逐渐将模糊的像素群转变成一个隐约可见的美丽蓝色球体。“情况发展到每天，当一组新的图像传下来时，就会有关于这颗行星的新发现，”旅行者2号成像科学团队的成员海蒂·哈梅尔说。哈梅尔当时的日志中充满了她对这些图像的素描——以及潦草在页边空白处的“哇！”、“天哪！”和其他惊叹词。每张图像都揭示了一个出乎意料的活跃世界——一个拥有富含甲烷的云层、比地球还大的强烈风暴以及行星风速超过每小时2000公里的世界，这是太阳系中最快的风速。甚至海王星巨大的冰冻卫星海卫一也涌动着间歇泉和其他令人惊讶的地质活动迹象。“每一天都是一次冒险，”哈梅尔回忆道。“那真是一个非凡的发现时期。”
但是，旅行者2号继续向前——让海王星孤独地留在身后，就像它在1986年飞掠天王星后将太阳系另一颗冰巨星天王星留在身后一样。“我们对冰巨星系统的详细了解几乎冻结在那个时候，”弗吉尼亚大学的行星科学家安妮·维比瑟说。30年后，没有任何航天机构重返海王星或天王星，旅行者2号提出的关于这两个世界的问题仍然大多没有答案。“我们认为我们在太空非常忙碌，但我们只是在火星上忙碌，”曾在飞掠期间在旅行者成像团队工作的科学家坎迪斯·汉森说。“一旦你超越了火星，就没有那么多飞往那么远的太空的任务了。还有太多东西需要学习。”
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幸运的是，形势可能很快就会好转。由于行星科学界的重新关注和幸运的时机，第二次任务可能会相对较快地冲向那些寒冷而神秘的世界。
这并不是说科学家们没有在地球上研究天王星和海王星。恰恰相反，天文学家经常转动地面和轨道上巨型望远镜的镜片，朝向太阳系的外围，以观察那些遥远的巨星。但在如此遥远的距离上，天王星和海王星都显得微不足道。因此，需要许多技巧才能更好地对它们进行成像。科学家们已经向夜空中发射激光来锐化他们的照片；他们研究了海卫一的大气层，因为这颗卫星从一颗遥远的恒星前面经过；他们还在地球上进行了实验，以更好地理解这些行星内部存在的奇怪冰。但这些努力还不够。“你就是无法在地球上进行那种你在身处环境中才能进行的科学研究，”SETI研究所的行星天文学家马克·肖沃尔特说。
问题在于，前往外太阳系的探测任务虽然可行，但绝非易事——部分原因是它们至少需要十年时间。“当你可以在两年内开发并启动一项任务时，这要容易得多，”哈梅尔说，她现在是位于华盛顿特区的大学天文研究协会的执行副总裁。“这在一个总统资助周期内。” 此外，在远离恒星的地方，宇宙飞船不能依靠太阳能，而是使用核燃料——例如钚-238，它可以提供稳定的热量供应，使其成为黑暗旅程的理想动力来源。但美国宇航局获得这种放射性同位素的途径长期以来都是零星的。2003年，行星科学研究所的资深科学家汉森痛苦地意识到了这一点。当美国宇航局宣布它已经耗尽了可用的钚时，她正要提出一项前往冰巨星的任务——这对她的提案造成了致命打击。“这根本不可能实现，”汉森说。“但我不得不承认，我很难放下这件事。” 幸运的是，中断并没有持续太久。2011年，国会提供了资金，使能源部能够恢复为美国宇航局生产钚——并随之恢复了再次触及太阳系地平线的能力。
美国宇航局的核能复兴来得正是时候。首先，毫无疑问，这样的任务将彻底改变我们对外太阳系的理解，仅仅是通过在技术发展和科学发现进一步发展三十年后前往那里。更重要的是，在2020年代后期，行星的位置将使前往海王星的宇宙飞船能够获得来自木星的引力助推，从这颗巨行星的摆动中获得巨大的速度，并缩短多年的旅行时间。最后，前往天王星的任务需要在2050年之前到达该世界，以便首次看到其北半球。（当旅行者2号飞掠天王星时，只有该行星的南半球被照亮。）“我对此感到充满希望，因为这给美国宇航局带来了一些额外的压力，”喷气推进实验室的行星科学家马克·霍夫施塔特说。“但在我的脑海中，有一种恐惧，如果我们错过了它，我就会错过机会。” 霍夫施塔特今年56岁，因此当一项任务在2030年代后期到达冰巨星时，他将年过七旬——如果真能到达的话。对于他和许多其他即将退休的行星科学家来说，一项被接受的任务将是苦乐参半的。“我喜欢开玩笑说，到我们到达那里时，他们将不得不为我预留一把摇椅和一块流口水的手帕，”汉森说。
开普勒太空望远镜的最新发现进一步推动了访问太阳系冰巨星的动力。根据开普勒对银河系中其他行星系统的调查，科学家们现在几乎可以肯定，冰巨星——一种与岩石行星和气态巨行星截然不同且独特的行星类型——是银河系中最常见的行星。如果我们不深入了解这些银河系中最丰富的居民，我们对世界的诞生、演化和消亡的理解将仍然非常不完整。然而，冰巨星违背了我们最可靠的行星形成模型中的许多模型，这些模型表明，这样的世界应该成长为类似于木星的成熟气态巨行星——但它们并没有，科学家们不确定为什么。此外，科学家们认为，冰形式的水构成了典型冰巨星内部的大部分（因此得名），但对这一关键细节的确定性仍然难以捉摸。“我们对天王星和海王星知之甚少，以至于为了真正理解系外行星并将它们置于背景中，我们真的需要回去完成冰巨星的任务，”美国宇航局艾姆斯研究中心的行星科学家马克·马利说，他研究系外行星。
马利说，正因为如此，系外行星界对此表示强烈支持。甚至上一次行星科学十年调查（一份确定美国宇航局未来十年探索优先事项的报告）也将前往冰巨星的任务排在第三位，仅次于一项将从火星返回样本的任务和一项前往木星卫星欧罗巴的任务。鉴于这两项排名更高的任务现在都已顺利进行，前往冰巨星的航行很可能会升至美国宇航局下一个愿望清单的首位。已经有一组科学家采取行动，通过发布一项研究，呼吁向外太阳系发射两艘独立的飞船，为计划于2020年代初进行的下一次十年调查提供信息。其中一艘将飞掠天王星，扫过其复杂的磁场，并可能将探测器投入该行星的大气层，然后再离开去探索更远离太阳的更小的冰冻天体。另一艘将绕海王星轨道运行，研究这颗行星和神秘的、喷射间歇泉的海卫一。
“当然，挑战在于我们太阳系中有很多很棒的地方可以去，”哈梅尔说，她承认自己有偏见。“但我不想再回到火星了。我不想再回到金星了。我不想去另一颗彗星。我爱它们，它们是伟大的科学。但是，神秘之处在哪里？未知之处在哪里？没有宇宙飞船就无法解决的巨大问号在哪里？对我来说，那就是天王星和海王星。”