NASA 揭示了 4 個發現太陽系秘密的新任務

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02-14 20:36

太陽系在呼喚。

NASA 又准備向宇宙「進軍」了。

今天,NASA 揭示了未來的四個太空任務,這些任務分布在整個太陽系中,其中兩個前往金星,兩個前往木星和海王星。

▲ 太陽系概念圖。圖片來源:NASA

這些任務屬于 NASA 的「探索計劃」之一,它們邀請衆多科學家和工程師組成團隊來研究太陽系,NASA 科學任務部副主任 Thomas Zurbuchen 表示,這次任務可能改變我們對太陽系中最活躍和最複雜部分的理解。

探索這些天體中的任何一個,都有助于揭開它們以及其他類似物體如何進入宇宙的秘密。

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。

對于許多科學家來說,研究金星是遙不可及的夢想。

這個環境如地獄般惡劣的行星表面是華氏 900 度的高溫,還有著濃厚的硫酸雲層,布滿了稠密的二氧化碳。

這次研究人員打算向金星大氣中發射一個航天器,讓這個「探針」在金星熾熱的上空墜入,在下降約一小時的時間段內,「探針」將從上到下測量整個海報高度中大氣的化學成分和形成條件。

同時,下降球上的攝像機和執行任務的軌道器,還將繪制金星的地表岩石類型,並對表面成像。

▲ DAVINCI 任務概念圖。圖片來源:NASA / Goddard

這次的新任務將有助于我們了解大氣層是如何形成的,以及金星表面是否有海洋。

1978 年,美國的「先鋒金星號」向金星大氣層進行探測。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 DAVINCI + 任務進展順利,它將是自 1978 年以來第一台由 NASA 帶領進入金星大氣層的航天器。

VERITAS

VERITAS 是探測金星的另一個任務。

它的含義是指「金星發射率,無線電科學,幹涉雷達地形測量,地形和光譜學」。

通俗來講,該任務重點就是對金星表面進行測繪,了解金星的地質曆史,並看看爲什麽它的演變和地球如此不同。

畢竟金星一直以來被認爲是地球的雙胞胎。它的大小、密度、內部結構都和地球差不多。但金星卻演變成了一個極爲荒涼的地方。

▲金星火山之一 Maat Mons 模型圖. 圖片來自: nasajpl

VERITAS 任務將在軌道飛行的航天器上攜帶一個合成孔徑雷達儀器,查看金星的大氣層,並測量幾乎整個星球上的行星表面,最終繪制表面的完整地質圖。

這些信息將最終回答關于金星的幾個重要問題。

包括金星是否具有板塊構造、火山活動,同時也能了解地球和金星是如何沿著完全不同的路徑進化。

▲ VERITAS 航天器概念圖。圖片來源:NASA / JPL-Caltech

VERITAS 提議的主要研究者,NASA 加利福尼亞噴氣推進實驗室的研究員 Suzanne Smrekar 說道:

我們正在探索一個原本宜居卻迷失了的世界。

1989 年「麥哲倫」號金星探測器從地球出發後,在金星上「凝視」著厚厚的雲層,首次繪制了該行星的火山景觀。

至今,我們仍然不知道金星表面到底都是什麽。

這項任務將制作有史以來的第一個金星表面成分圖。

IVO

IVO 指的就是木衛一(IO)火山觀測器。

木衛一是太陽系第四大衛星,也是太陽系中火山最活躍的地方。

▲NASA 伽利略號航天器 1997 年捕獲的木衛一圖像。

這個擁有 400 多個火山的衛星,可以噴出高達 500 公裏以上的地表氣柱。來自附近木星的強烈引力,通過潮汐力將木衛一的內部液化並拉扯,就像地球海洋的潮汐作用一般。

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,它將幫我們了解 IO 內部是否存在岩漿海洋。

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)以及系外行星的早期發育的關鍵。因此,研究當今的岩漿海洋將是一項重大進步。

▲ 圖片來自:Magnolia Box

通過在木衛一外近距離飛越,IVO 將評估木衛一上岩漿的産生和爆發方式。

這次任務的結果,可能會徹底改變我們對岩石、地面物體以及太陽系中冰冷的「海洋」世界的理解。

TRIDENT

最後這個任務,是最遠的任務。

TRIDENT 指的就是海王星的衛星之一「海衛一」(Triton)。

▲1989 年 NASA 的旅行者 2 號拍攝的海王星及其最大的衛星海衛一的照片。

1989 年,旅行者 2 號觀測這個星球後,我們在圖像中知道了海衛一跟月球一樣大,但比原來想像的更亮、更冷,表面溫度爲 – 240℃,是太陽系中最冷的天體。

但它的表面卻是一個非常活躍的世界,有著大量的羽狀流和冰火山,曾噴射出的冰凍甲烷或氮冰微粒高達 32 千米。

這項飛行任務是一個大膽的任務。

一次飛掠,將繪制下海衛一的地圖,描述探索極寒的冰冷世界的活動過程,並確定是否存在預測的地下海洋,進而研究這冰冷世界是如何演變,以及它們又爲何一直活躍。

▲ 圖片來自:NASA / JPL-Caltech

Trident 首席研究員 Louise Prockter 說道:

我們想弄清楚那些非常大且獨特的羽狀流,是冰冷的火山的結果,還是陽光驅使氮氣爆炸的結果。

我們想知道,是什麽讓它成爲太陽系中最年輕的表面之一。

但旅行者 2 號花費了大約 12 年的時間才能到達海衛一,所以我們也要等待很長時間,才能得到海衛一探測的數據。

所有這些調查將使我們了解海衛一是否可能是一個宜居的世界,雖然這很遙遠,但這依然是所有太陽系科學中,要解決的最基本問題之一。

2021 年的探索級任務

探索級任務,被視爲 NASA 的「小型」行星科學任務。

這些項目耗資不超過 4.5 億美元,是 NASA 較大的太陽系探索任務的補充。

▲ 圖片來自:Getty Image

之前的探索級任務中,「黎明」號航天器是第一個先後環繞谷神星與竈神星這兩個體積最大的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;

InSight 著陸器目前正在監聽火星上的地震活動;

2017 年選定的兩個探索級任務「露西」 (Lucy) 和「普賽克」(Psyche) ,計劃于 2021 年和 2022 年發射,訪問六個木星特洛伊小行星和金屬小行星 16 Psyche。

上述四個任務所在的隊伍,是 NASA 下一輪探索級任務中的決賽團隊。

現在,每個任務團隊將從 NASA 那裏獲得 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爲 4.5 億美元,但不包括發射費用和國際捐助。

▲ 圖片來自:Flickr

明年,NASA 會選定不超過兩個任務進行全面研發,這兩個隊伍將在 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的距離,也就更近了一步。

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

▲圖片來自:Mashable

但我們也在不斷突破時間和距離。

我們依然在一次又一次努力升空,把人類的觸角從我們渺小的家園,延伸到了地球之外百億光年的地方。

現在,未來也正一步又一步,變得更加清楚、明亮。

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