科學家推動環繞冥王星軌道

在新視野號探測器2015年與矮行星冥王星相遇後,研究人員希望再次前往——並停留

在這張來自新視野號的照片中,在遙遠的太陽的背光下,冥王星逐漸遠去,新視野號探測器於2015年飛掠過這顆矮行星。現在,科學家們正在推動將軌道飛行器送回冥王星。

人類首次近距離觀察冥王星如此引人入勝,以至於一些研究人員希望再次前往,並花更多時間研究這個冰冷的世界。

上個月末,35位科學家在休斯頓會面7小時,討論潛在的冥王星軌道飛行器任務的基本藍圖和科學目標。這項努力將建立在NASA的 新視野號探測器在2015年7月進行的史詩般的冥王星飛掠期間獲得的知識之上。

新視野號首席研究員艾倫·斯特恩表示,參加者在4月24日的研討會後充滿熱情,並致力於盡最大努力促成這樣一個專案。斯特恩也參加了這次研討會。[前往冥王星:NASA新視野號任務圖片集


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斯特恩說,這次會議讓人想起新視野號最早的時期:1980年代後期,當時他和少數其他人首次提出發射冥王星飛掠任務的可能性。

“感覺很像那樣,但[有]新一代的人,” 斯特恩,他在科羅拉多州博爾德的西南研究所工作,告訴Space.com。

新視野號的飛掠揭示了冥王星是一個令人驚歎的多樣化世界,擁有廣闊的氮冰平原、2英里高(3.2公里)的水冰山脈和豐富的其他表面特徵。但是探測器在飛掠時只匆匆一瞥矮行星系統;斯特恩說,軌道飛行器會停留更長時間,並更進一步揭開冥王星的面紗。

“你可以繪製行星及其衛星的每一平方英寸,”他說。“這將是一場科學盛事。”

斯特恩說,按照目前設想的可能任務,軌道飛行器將在冥王星系統周圍巡航,利用矮行星最大的衛星卡戎的引力助推將其彈射到各處。該策略將類似於 NASA的卡西尼號探測器所採用的策略,卡西尼號多年來透過飛掠這顆環狀行星最大的衛星土衛六來塑造其在土星系統中的路徑。

因此,當前的概念與斯特恩在新視野號飛掠後不久提出的概念不同,後者是將著陸器降落在 卡戎上。

斯特恩說,如果使用卡戎著陸器,“你會被限制在觀察冥王星的一側。” (卡戎和冥王星是潮汐鎖定的,這意味著每個世界總是向另一個世界展示同一張面孔。)

“而且你無法非常靠近。你無法進入大氣層,”他補充道。“我認為,這是一個更好的任務概念。”

斯特恩說,儘管這項任務會類似於卡西尼號,但冥王星軌道飛行器本身會類似於 NASA的黎明號探測器,黎明號探測器目前正在環繞矮行星穀神星執行。他說,像黎明號一樣,冥王星探測器也可能使用電力推進,並配備六種科學儀器。

然而,斯特恩補充說,由於冥王星軌道飛行器將在遠離太陽的地方執行,它將依靠核動力來發電,而不是像黎明號那樣依靠陽光。而且價格標籤會高於黎明號的4.67億美元;冥王星的努力可能會被歸類為新前沿任務或小型旗艦任務。(新前沿任務耗資約10億美元,而旗艦任務耗資約20億美元。)

斯特恩說,冥王星軌道飛行器可能會在2020年代後期左右升空。他補充說,2030年的發射將具有儀式性意義,正值冥王星發現100週年。探測器將花費七到八年時間前往這顆矮行星,然後可能會花費四到五年時間研究 冥王星及其衛星

斯特恩說,當探測器在那裡的工作完成後,宇宙飛船可能會利用最後一次卡戎飛掠來逃離冥王星系統,並前往 柯伊伯帶中的另一個天體,柯伊伯帶是海王星軌道之外的寒冷天體環。(新視野號正在做類似的事情;它現在正朝著2019年1月1日飛掠一個名為2014 MU69的小型柯伊伯帶天體的方向前進。)

但斯特恩強調,冥王星軌道飛行器任務離成為現實還有很長的路要走。他說,他和他的研究人員同仁的目標是使這個概念成熟,以便在下一個行星科學十年調查中被考慮,美國國家研究委員會的這項工作每10年為NASA設定一次探索重點。

斯特恩說,下一個十年調查將於2020年開始,2022年完成,並於2023年釋出。

“帷幕正在拉開,”他談到冥王星軌道飛行器的想法時說。“這件事將在未來幾年成為討論的話題。”

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Mike Wall has been writing for Space.com since 2010. His book about the search for alien life, “Out There,” was published on Nov. 13, 2018. Before becoming a science writer, Michael worked as a herpetologist and wildlife biologist. He has a Ph.D. in evolutionary biology from the University of Sydney, Australia, a bachelor’s degree from the University of Arizona, and a graduate certificate in science writing from the University of California, Santa Cruz.

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