長期被忽視的天王星可能會在幾十年內首次迎來訪客。美國國家航空航天局應該派遣一項旗艦任務來研究這顆巨行星，美國行星科學家小組的一份新報告指出。該機構幾乎總是遵循該小組的建議。
這項天王星任務將是自 1986 年旅行者 2 號飛掠這顆冰冷天體以來的首次。這次探險可能會揭示這顆行星、它的環和它的衛星是如何形成並在數十億年間演變的。
“這項任務將具有絕對的變革性，”美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心（位於馬里蘭州格林貝爾特）的行星科學家艾米·西蒙說，她參與了 4 月 19 日由美國國家科學、工程和醫學院在華盛頓特區釋出的報告。天王星充滿了科學謎團，例如它為什麼幾乎側臥旋轉，以及如何形成複雜的磁場。更廣泛地說，研究天王星可以為了解圍繞其他恆星執行的行星提供見解；在 5000 多顆已知系外行星中，最常見的是天王星大小的行星。
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一些行星科學家最近呼籲航天機構向天王星或海王星發射一項重大任務，海王星也是旅行者 2 號在 1989 年最後一次訪問的行星。這兩顆行星都是“冰巨星”，由大量冰冷物質圍繞著一個小型岩石核心旋轉組成。但海王星並未入選該報告。“天王星的排名更高，因為它在技術上現在可以實現，”西蒙說。
天王星任務可以使用商業獵鷹重型火箭發射，這是一種已經投入執行的運載火箭。最早可能在 2031 年發射，這是最早可以設計和建造航天器的日期，如果資金充足的話。前往比天王星更遠的海王星的任務可能需要更大的火箭，例如美國國家航空航天局的太空發射系統，該系統尚未飛行。
該報告建議執行一項任務，向天王星投放探測器，以探索諸如是什麼驅動著吹過其大氣層（由氫氣、氦氣和甲烷組成）的強風等謎團。主航天器將花費數年時間繞行星飛行，收集有關天王星可能發光極光等特徵的磁場等觀測資料。“我們正在討論一項研究整個天王星系統的任務，”位於加利福尼亞州帕薩迪納的噴氣推進實驗室的行星科學家馬克·霍夫施塔特說。
這項任務將探索天王星已知的 27 顆衛星中的一些衛星——可能是泰坦尼亞和奧伯龍，它們足夠大，冰面下可能有水，也可能是麻臉的福玻斯和雜色的帕克。天文學研究大學協會（位於華盛頓特區）科學副總裁海蒂·哈梅爾說，軌道飛行器和探測器“將提供非凡的全新科學廣度”。“我可以滔滔不絕地說下去。”
巨行星，高昂的價格標籤
如果 NASA 決定開展天王星任務，這可能耗資高達 42 億美元，它可能會在歐洲航天局 (ESA) 找到合作伙伴。2021 年，歐空局釋出了一項長期優先研究報告，其中包括一項建議，即該機構與其他航天機構合作研究一顆冰巨星行星。
英國萊斯特大學的行星科學家利·弗萊徹說：“現在的關鍵問題是，國家預算和歐空局的科學計劃中是否有空間進行雄心勃勃的合作。”“我們將拭目以待。”
美國的新報告涵蓋了行星探索的許多方面，並且可能會在未來幾年指導 NASA 和美國國家科學基金會的決策。在天王星之後，其旗艦行星任務的第二高優先順序是前往土星衛星土衛二的探測器，土衛二有水柱從地底海洋噴射出來。該任務將派遣著陸器前往土衛二表面，收集其中一個水柱沉積的物質，並尋找生命跡象。
太空岩石監視受到審查
該報告首次分析了 NASA 為防禦地球免受殺手小行星襲擊所做的準備工作。它建議該機構儘快啟動一項探測近地小行星的任務——NASA 最近宣佈將該專案推遲兩年至 2028 年，以節省資金。
該報告還強調了美國行星科學領域公平性和包容性的糟糕狀況。它指出，來自種族和少數族裔群體的科學家經常面臨歧視，行星任務的領導層並未反映其應有的多樣性。在 2014 年至 2020 年間向 NASA 提出的行星任務的科學家中，只有 5% 的人認為自己屬於代表性不足的群體。報告稱，過去十年見證了“令人震驚的缺乏改變”。
本文經許可轉載，並於 2022 年 4 月 19 日首次發表。