星际探测器：它的最后时候来到？

By Leonard David 

2022/7/28

Spaceflight

    “这不是关于我们要去哪里。这是关于在那里的旅程。这是一段早就应该完成的旅程”。

星际探测器，一项提供我们日球层的统一观望的使命，出去进入附近的星际空间。 (Image credit: Johns Hopkins/APL)

有正在承诺的新工作正在进行，来追求一个深空机器人星际使命。

这项名为《星际探测器》（Interstellar Probe）的冒险可以捕捉到一个我们日球层的统一视图，出去进入附近的星际空间。所有这些听起来都极端的崇高、雄心勃勃而且很难做到。

但倡导者说没有必要等待新技术------它就在这里，这项使命的一个助推器选择可能是美国宇航局的太空发射系统（SLS）。

早就应该这样做了

马里兰州劳雷尔约翰霍普金斯大学应用物理实验室（APL）的物理学家拉尔夫默克努特相信，“这不是关于我们要去哪里。这是关于在那里的旅程。这是一段早就应该完成的旅程”。

正如最近在一项研究中可视化的那样，星际探测器将利用今天的技术在星际探索的征途上迈出清楚的第一步，并且能为雄心勃勃的未来旅程铺平科学、技术和程序上的道路------并征服更多进入获得的科学目标。

此外，随着新型超重型运载火箭的酝酿------特别是美国宇航局的太空发射系统------一项科学上催人的星际探测器使命现在可以变成一个现实。

默克努特说，“我们的团队投入了大量工作确保研究尽可能的彻底和详细，同时也投下一个'广泛'的可能性网。我们热切期待太阳和空间物理十年调查的同事要说的话”。

接力赛

星际探测器是一项长达数十年的使命，旨在到达距离地球数百个天文单位（AU）远，同时提供对整个日球层和日鞘（太阳周围带电粒子气泡的外壳）的条件的新的统一测量。

通过在星际探测器上移动前进，它将担负起从先锋10号开始然后是旅行者1号和旅行者2号的接力赛。

我们已经拥有尽可能远和尽可能快旅行的技术：太空发射系统块 2货运版本可被用于携带航天器以及第3级和第4级火箭助推器。使用这个系统，太阳系的逃逸速度至少是旅行者1号的两倍------每年高达7.2个天文单位------应该是可行的。

默克努特说，在这样一个冒险中向外投掷一个探测器已经被讨论了近半个世纪。他说，随着40岁的旅行者关闭掉它们的使用寿命，因为它们的电力供应继续缩少，进一步的进展需要一个新的举措。

拟议的星际探测器航天器的最新设计，它将为新发现向外走。目标是到达原始的本地星际介质近400个天文单位（AU）远，以每年约7.2 天文单位速度。 (Image credit: Johns Hopkins APL/Steve Gribben)

最远的存在

默克努特告诉空间网站， “自1972年先锋10号发射以来，我们人类已经离太阳越来越远。从那时起，一直有一个'最远的存在在太阳系中'向外移动并延伸到更远的地区”。

在未来十年的某个时候，旅行者好将陷入沉默。默克努特补充说，这是一个物理学、工程学和“冷方程”的问题。

默克努特说，“所以问题是：这是否也预示着从推动知识边界的一个撤退，或者至少将接力棒移交给这个星球上的另一个玩家？我们创造了子孙后代的历史，我们通过我们生活的每一天的行动来做到这一点。那么，我们是谁来剥夺后续后代下一步迈向星星的机会呢？为什么是现在？相反：为什么不是现在？”

先锋10号探测器的插图。. (Image credit: NASA)

网站半人马座梦（Centauri Dreams） - 想象和规划星际探索背后的创意驱动力的保罗吉尔斯特说，“我认为星际探测器是一个出色的概念”。他说，这项使命可以在50年内将我们带到1000个天文单位，并给我们一个从外面看到日球层的有利位置。

吉尔斯特告诉空间网站，“从这个意义上说，它既是一项太阳物理学使命也是一项对未来探索有重要意义的深空使命。反过来，更多地了解日球层告诉我们更多关于太阳风的，太阳风是未来帆船的一个可能推进源，以及它与星际条件的相互作用”。

吉尔斯特说，星际探测器需要被在上下文中看到。

目前，有两艘美国宇航局旅行者号航天器，在某个时候，它们将与美国宇航局的新地平线号探测器一起加入。

但这些使命和早期的美国宇航局先驱者航天器都不是为了研究太阳系外的空间建造的，该区域被称为本地星际介质。吉尔斯特说，“星际探测器将是第一个记住仪器被明确设计为这项任务的使命”。

星际探测器是一项长达数十年的使命，旨在达到数百个天文单位。.  (Image credit: Johns Hopkins/APL)

航海家加？

吉尔斯特说，当他谈到星际探测器时他往往听到反对意见：这只是“旅行者加”吗？谁要等待 50 年获得数据？他说，但这些都是错误的假设。

星际探测器是一种全新的使命，旨在远远超出柯伊伯带运行。50年周期对1000 天文单位是一个目标，基于关于怎样发现必须的“三角-V（delta-V）”的乐观想法------三角-V是通过做出一个轨道机动从一个轨道切换到另一个轨道的“努力”量。

吉尔斯特说，“但关键是星际探测器将全程做科学，我们将学到比旅行者每年使命飞的能告诉我们的更多的信息，不仅涉及星际介质还涉及长寿命电子学深空通信以及我们的太阳穿越银河系及其保护性日球层的性质。随着星际探测器穿过外太阳系及其丰富的柯伊伯带天体我们还将有大量的研究目标”。

深空前身

吉尔斯特设想星际探测器为一个还更深空间的前身，因为人类最终将要用未来的技术推动进入彗星的奥尔特云来探索这个广袤的基本上未知的区域。

吉尔斯特说，“我认为旅行者老兵拉尔夫默克努特（Ralph McNutt）是完全合适的，他已经为我们物种的太阳系的探索做了很多，应该成为第一个设计用于离开该系统的探测器的首席研究员，我祝愿他和他在约翰霍普金斯大学应用物理实验室的团队随他们导航必须遵循的审批好运”。

有关如何执行此使命的详细信息，请阅读该团队的出版物《宇航学报》杂志上的"星际探索------目的：宇宙（Interstellar probe — Destination: Universe）!"