NASA 揭示了 4 个发现太阳系秘密的新任务


太阳系在呼唤。

NASA 又准备向宇宙「进军」了。

今天,NASA 揭示了未来的四个太空任务,这些任务分布在整个太阳系中,其中两个前往金星,两个前往木星和海王星。

▲ 太阳系概念图。图片来源:NASA

这些任务属于 NASA 的「探索计划」之一,它们邀请众多科学家和工程师组成团队来研究太阳系,NASA 科学任务部副主任 Thomas Zurbuchen 表示,这次任务可能改变我们对太阳系中最活跃和最复杂部分的理解。

探索这些天体中的任何一个,都有助于揭开它们以及其他类似物体如何进入宇宙的秘密。

DAVINCI

「DAVINCI +」是指「金星深层大气稀有气体、化学和成像」,这个任务简单来说,就是研究金星的大气成分。

对于许多科学家来说,研究金星是遥不可及的梦想。

这个环境如地狱般恶劣的行星表面是华氏 900 度的高温,还有着浓厚的硫酸云层,布满了稠密的二氧化碳。

这次研究人员打算向金星大气中发射一个航天器,让这个「探针」在金星炽热的上空坠入,在下降约一小时的时间段内,「探针」将从上到下测量整个海报高度中大气的化学成分和形成条件。

同时,下降球上的摄像机和执行任务的轨道器,还将绘制金星的地表岩石类型,并对表面成像。

▲ DAVINCI 任务概念图。图片来源:NASA / Goddard

这次的新任务将有助于我们了解大气层是如何形成的,以及金星表面是否有海洋。

1978 年,美国的「先锋金星号」向金星大气层进行探测。1989 年发射的轨道飞行器 Messenger,成了前往金星的最后一次飞行任务。

如果 DAVINCI + 任务进展顺利,它将是自 1978 年以来第一台由 NASA 带领进入地球大气层的航天器。

VERITAS

VERITAS 是探测金星的另一个任务。

它的含义是指「金星发射率,无线电科学,干涉雷达地形测量,地形和光谱学」。

通俗来讲,该任务重点就是对金星表面进行测绘,了解金星的地质历史,并看看为什么它的演变和地球如此不同。

毕竟金星一直以来被认为是地球的双胞胎。它的大小、密度、内部结构都和地球差不多。但金星却演变成了一个极为荒凉的地方。

▲金星火山之一 Maat Mons 模型图. 图片来自: nasajpl

VERITAS 任务将在轨道飞行的航天器上携带一个合成孔径雷达仪器,查看金星的大气层,并测量几乎整个星球上的行星表面,最终绘制表面的完整地质图。

这些信息将最终回答关于金星的几个重要问题。

包括金星是否具有板块构造、火山活动,同时也能了解地球和金星是如何沿着完全不同的路径进化。

▲ VERITAS 航天器概念图。图片来源:NASA / JPL-Caltech

VERITAS 提议的主要研究者,NASA 加利福尼亚喷气推进实验室的研究员 Suzanne Smrekar 说道:

我们正在探索一个原本宜居却迷失了的世界。

1989 年「麦哲伦」号金星探测器从地球出发后,在金星上「凝视」着厚厚的云层,首次绘制了该行星的火山景观。

至今,我们仍然不知道金星表面到底都是什么。

这项任务将制作有史以来的第一个金星表面成分图。

IVO

IVO 指的就是木卫一(IO)火山观测器。

木卫一是太阳系第四大卫星,也是太阳系中火山最活跃的地方。

▲NASA 伽利略号航天器 1997 年捕获的木卫一图像。

这个拥有 400 多个火山的卫星,可以喷出高达 500 公里以上的地表气柱。来自附近木星的强烈引力,通过潮汐力将木卫一的内部液化并拉扯,就像地球海洋的潮汐作用一般。

这个任务将让 IVO 绕木星运行,并经过木卫一,了解潮汐力如何塑造行星体。

最重要的是,它将帮我们了解 IO 内部是否存在岩浆海洋。

这非常重要,但我们对此一直知之甚少。亚利桑那大学 IVO 任务首席研究员 Alfred McEwen 称:

岩浆海洋是所有内部行星(包括地球和月球)以及系外行星的早期发育的关键。因此,研究当今的岩浆海洋将是一项重大进步。

▲ 图片来自:Magnolia Box

通过在木卫一外近距离飞越,IVO 将评估木卫一上岩浆的产生和爆发方式。

这次任务的结果,可能会彻底改变我们对岩石、地面物体以及太阳系中冰冷的「海洋」世界的理解。

TRIDENT

最后这个任务,是最远的任务。

TRIDENT 指的就是海王星的卫星之一「海卫一」(Triton)。

▲1989 年 NASA 的旅行者 2 号拍摄的海王星及其最大的卫星海卫一的照片。

1989 年,旅行者 2 号观测这个星球后,我们在图像中知道了海卫一跟月球一样大,但比原来想像的更亮、更冷,表面温度为 – 240℃,是太阳系中最冷的天体。

但它的表面却是一个非常活跃的世界,有着大量的羽状流和冰火山,曾喷射出的冰冻甲烷或氮冰微粒高达 32 千米。

这项飞行任务是一个大胆的任务。

一次飞掠,将绘制下海卫一的地图,描述探索极寒的冰冷世界的活动过程,并确定是否存在预测的地下海洋,进而研究这冰冷世界是如何演变,以及它们又为何一直活跃。

▲ 图片来自:NASA / JPL-Caltech

Trident 首席研究员 Louise Prockter 说道:

我们想弄清楚那些非常大且独特的羽状流,是冰冷的火山的结果,还是阳光驱使氮气爆炸的结果。

我们想知道,是什么让它成为太阳系中最年轻的表面之一。

但旅行者 2 号花费了大约 12 年的时间才能到达海卫一,所以我们也要等待很长时间,才能得到海卫一探测的数据。

所有这些调查将使我们了解海卫一是否可能是一个宜居的世界,虽然这很遥远,但这依然是所有太阳系科学中,要解决的最基本问题之一。

2021 年的探索级任务

探索级任务,被视为 NASA 的「小型」行星科学任务。

这些项目耗资不超过 4.5 亿美元,是 NASA 较大的太阳系探索任务的补充。

▲ 图片来自:Getty Image

之前的探索级任务中,「黎明」号航天器是第一个先后环绕谷神星与灶神星这两个体积最大的小行星的人类探测器;

信使号探测器正研究水星的化学成分、地质学和磁场;

InSight 着陆器目前正在监听火星上的地震活动;

2017 年选定的两个探索级任务「露西」 (Lucy) 和「普赛克」(Psyche) ,计划于 2021 年和 2022 年发射,访问六个木星特洛伊小行星和金属小行星 16 Psyche。

上述四个任务所在的队伍,是 NASA 下一轮探索级任务中的决赛团队。

现在,每个任务团队将从 NASA 那里获得 300 万美元,并在 9 个月内完成提案。最终选定的团队开展任务的费用上限为 4.5 亿美元,但不包括发射费用和国际捐助。

▲ 图片来自:Flickr

明年,NASA 会选定不超过两个任务进行全面研发,这两个队伍将在 2025 年或 2026 年,以及 2028 年或 2029 年获得两次发射机会。

那时候,人类离遥远的太阳系的距离,也就更近了一步。

从原始人类好奇地望向璀璨星空,到今天宇宙中越来越多行星开始触手可及,这无数代人的探索,对 138 亿年的宇宙历史来说,不过是须臾一瞬。

▲图片来自:Mashable

但我们也在不断突破时间和距离。

我们依然在一次又一次努力升空,把人类的触角从我们渺小的家园,延伸到了地球之外百亿光年的地方。

现在,未来也正一步又一步,变得更加清楚、明亮。

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