我们要去天王星！美国宇航局将在新旗舰使命“冰巨人”和土星的“湿卫星”土卫二上花费42亿美元和49亿美元

资深撰稿人 Jamie Carter

Apr 19, 2022,11:00am EDT

SCIENCE

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在外太空环绕天王星天王星五号米兰达的3d 渲染。 GETTY

这是官方的------美国宇航局正被派来环绕第七颗行星天王星并降落在土星的卫星土卫二上。

它应该分别在2045年和2050年到达这两个遥远的目标。

美国国家科学院今天终于发布了它的《行星科学和天体生物学十年勘察》。它被当做既是一个行星科学家的“愿望清单”又是美国宇航局的“待办事项”清单。

它还包括对美国宇航局的去获取目前正在被毅力号火星车收集的火星岩石样本的预期指示，但这次火星采样返回使命绝不能被允许“破坏行星公事的长期计划平衡”。

换句话说，美国宇航局将向天王星发送一个设备齐全的轨道器------带有一个大气层探测器到天王星来潜入它的云层之下。该报告称这应该是美国宇航局未来十年最优先的大型使命，价值42亿美元。

然而，时间是紧的。木星的位置意味着它需要在2031年或2032年用SpaceX猎鹰重型火箭发射，来在2044年或2045年到达天王星。自从旅行者2号在1986年短暂飞越以来这颗多云的行星已经没有被访问过。

莱斯特大学物理与天文学学院的教授雷夫弗莱彻说，“今天，我们离看到我们长期以来一直雄心勃勃的朝向环绕一个”冰巨人“系统使命努力又更近一步，”他是这项勘察的巨人行星小组的一个成员。

弗莱彻补充说，他感到了“欣喜、宽慰，在使这个发生的团队中感到自豪，并对道路前头有些惶恐”。

这是一个一排到“冰巨人”使命已经被推荐十年勘察的第二次。然而，上一次天王星是在火星上的毅力号火星车和欧罗巴之后的第三个优先事项，后者正处于发射的风口上。现在天王星是重中之重。

该报告还说土卫二轨道登陆器应该是美国宇航局第二优先的大型使命。这项来环绕土星并降落在土星的小型活跃卫星上的使命------ 在一个冰的地壳下有海洋------将调查从它的冰表面的裂缝溢出到太空中的羽流。它可能在2038年发射，到2050年到达，耗资49亿美元。

这些使命彼此相辅，因为科学家将能够将天王星的卫星------其中一些被认为是海洋世界------与土卫二比较。

由于由美国宇航局已经计划的来收集毅力号火星车岩石样本的火星样本返回使命，人们认为天王星可能会错过一个完整的旗舰使命，而是被通勤到一个更便宜的飞越使命。

美国宇航局戈达德太空飞行中心太阳系探索部门行星大气研究高级科学家艾米西蒙说，“这个更大的使命能交付一个大气层探测器，也进入天王星的轨道” ，他是准备该报告的委员会成员，“这允许对大气层、引力场和磁场进行详细研究，以及对卫星的数年旅行”。

专门研究天王星和外太阳系的行星科学家很兴奋。

弗莱彻说，“这是15年研究、白皮书、使命提案和国际会议的高潮，科学案例已经随着时间改善，特别是随冰巨人大小的世界（或略小）在系外行星的万神殿中似乎司空见惯......这种十年勘察的优先化对外太阳系团体是一次奇妙的飞跃”。

美国宇航局艾姆斯研究中心的行星科学家和天文学家理查德卡特赖特博士说，“这是极好的消息------天王星系统令人着迷但仍然知之甚少” ，他是一份提出天王星轨道飞行器白皮书的主要作者。“天王星的卫星是过去可能已经藏有生命海洋世界的候选”。

天王星的天然卫星，天王星至少有27颗卫星：五颗外卫星，11颗小内部卫星，由旅行者2号探测器于1986年发现，以及自1997年以来最近发现的11颗卫星. (Photo by: QAI Publishing/Universal Images Group via Getty Images)

他说，对天王星的五颗大卫星------米兰达、爱丽儿、翁布里埃尔、泰坦尼亚和奥伯龙------的近距离探索，在一个旗舰轨道飞行器上有全套科学仪器将帮助科学家确定是否它们像古老的谷神星的海洋世界或土卫二的活跃海洋世界。

美国宇航局艾姆斯研究中心的行星科学家和天文学家科楼别顶菲尔德博士说，“到天王星系统的一个旗舰使命将提供一个难以置信的机会来探索在银河系中常见的冰巨人系统怎样形成和演化的”，他是关于探索该报告所考虑的天王星月球地质学白皮书的主要作者，“这个机会将允许我们来解决包括天王星怎样迁徙穿过太阳系以及大卫星可能宿主生命的海洋世界的基本问题”。

是否该报告的建议能有果实很大程度上取决于美国宇航局的预算，这可能会给土卫二轨道登陆器拼出麻烦。虽然它现在被列为美国宇航局的第二优先大型使命耗资约20亿美元，但该报告还表示如果预算不允许美国宇航局应该考虑一个土卫二多次飞越使命，这是一个精简的更实惠的飞越概念，成本低于9亿美元。

西蒙说，“当我们产生一个十年勘察时，我们不知道这十年的预算是多少，并且在资金上有很多拉动，虽然我们希望在十年内启动两款新的旗舰使命，但这可能也可能负担不起，因此允许土卫二留在新前线允许额外的灵活性”。

由各自领域前沿的科学家编制的十年勘察被设计是公平的和诚实的，将定出美国宇航局未来10年的优先事项。国会通常遵循它的推荐。

祝你天空晴朗和眼睛宽阔。

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我（Jamie Carter）是一名经验丰富的科学、技术和旅游记者和观星者，撰写有关探索夜空、日食和月食的文章，..

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