NASA四个新入围任务将探索太阳系的险恶区域

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NASA的发现计划成立于1992年,“为科学家们提供了机会,使他们能够深入了解他们的想象力,并找到新的方法来揭开我们太阳系的奥秘。” 该计划有着相当不错的业绩记录,这是一个喜人的趋势,而且将继续下去。四个新入围任务的计划者现在将着手进行为期9个月的研究,以进一步充实他们的概念。所有候选人都必须进一步发展和完善其概念,并向探索计划提交正式的概念研究报告。

图解:NASA的伽利略号航天器在1997年6月28日捕捉到木卫一上喷发的火山图像。图源:NASA/JPL/DLR

NASA发现计划成立于1992年,项目网站上说它“给了科学家的机会来充分发挥想象力,并寻找揭开宇宙奥秘的新途径”。先前在发现计划下选择的项目包括开普勒太空望远镜,月球勘测轨道飞行器和洞察号火星探测器。即将进行的任务包括探索木星的特洛伊小行星,210公里(130英里)宽的小行星16Psyche,还有火卫一等。

所以是的,该项目已经取得了非凡的成就——并且正如新宣布的待选任务所显示的那样,项目的前景也相当不错。

根据发现计划的进行方式,提议任务不能领先于预先批准的任务。相应地,这四个还在等待最终批准的新任务也包含先前被忽视但极具科学价值的目标。在这种情况下,目的地将包括金星,木卫一和海卫一。

这四个任务的计划者现在将从事为期九个月的研究,以将这些概念具体化,他们获得了300万美元的额外资金来达成目标。所有候选人都必须进一步发展和完善其概念,并向发现计划提交正式的概念研究报告。

让我们更详细地看看这四个待选任务。

图解:达芬奇+号在向金星表面下降期间的概念性图像。图源:NASA/GSFC

首先,这是达芬奇+号(DAVINCI+),它承担着对稀有气体、化学成分和成像的金星深层大气调查。在格林贝尔特的戈达德太空飞行中心内,马里兰团队正计划着这一项目,他们的目标是分析翻滚在金星上的有毒大气层。的确,许多挥之不去的问题仍存在于这一高气压行星中,比如它的形成、进化,以及它的表面是否有过液态水存在。

在这一短暂任务期间,球形达芬奇+号探测器将使用降落伞向金星表面降落,这时它将进行各种测量。尤其是要试图寻找稀有气体的踪迹,例如氙,它可以揭示金星的火山和水文历史。探测器还将绘制地表图并检测不同的岩石类型。

图解:金星。

达芬奇+号上的仪器将受到保护,以免受金星上巨大的热量和压力的影响。其中包含一台相机,它将在长达一个小时的降落过程中拍摄照片。但是,探测器在金星表面上能持续多久还不确定。

木卫一火山观测者(IVO)将探索另一个危险目标——木卫一。由于巨大的气态行星施加给它巨大的引力,木卫一变成了超级火山,太阳系天体中最具动态的表面使它成为科学探索的优秀目标。参与此次竞标的机构包括图森的亚利桑那大学和马里兰州劳雷尔的约翰霍普金斯大学应用物理实验室。

图解:木卫一。

图解:旅行者二号于1989年拍摄的海卫一。图源:NASA/JPL/USGS

三叉戟号(Trident)任务将把航天器送至海卫一,它是海王星轨道上的一个我们并不太了解的卫星。在加利福尼亚州帕萨迪纳的NASA喷气推进实验室的帮助下,休斯顿月球和行星研究所提出的这次任务将探索太阳系最边缘的潜在宜居性。

NASA旅行者二号航天器的发现揭示了海卫一上冰冻但高度活跃的表面。事实上,它具有太阳系类地天体中第二年轻的表面,仅次于木卫一。和土卫六一样,海卫一可能也有自己的大气层,它们是太阳系中仅有的两个拥有大气层的卫星。它也可能通过冰火山向太空喷发物质,并且它的电离层会产生像雪一样凝结的复杂有机物。令人激动的是,海卫一还拥有地下海洋。

三叉戟号任务只包含一张单程票,所以和冥王星的新视野号一样,它也是一个一次性完成的任务。尽管旅程简短,三叉戟号将经过离海卫一特别近的地方(在500公里以内)。在此期间,它将绘制地表图,测量其电离层,并寻找隐藏海洋的踪迹。作为额外的奖赏,三叉戟号将在向海王星飞行的过程中掠过木星。

图解:围绕金星的轨道旋转的真理号概念性图像。图源:NASA/JPL-Caltech

最后要说的便是真理号(VERITAS)任务,它将进行对金星发射率、无线电科学、干涉雷达、地形以及光谱的研究。这个耗时两年的低成本任务将一颗卫星安置于金星轨道上,它会对金星表面进行详细的分析。由NASA喷气推进实验室领导的这次任务旨在了解金星与地球的异同。从本质上说,为什么金星的环境恶化成了地球的反面?

通过配备的一系列传感器,真理号将绘制金星的3D地形图、寻找环形山、构造运动、火山活动和曾经存在的水的迹象,测量金星的温度,研究其引力场,并进行详细的地质调查。

真理号任务是达芬奇+号的竞争对手。它的计划者设计了这一任务,使卫星可以在大气层中部署一个纳米卫星探测器,它将借助质谱仪来寻找稀有气体。

因此NASA应该不会同时选择真理号和达芬奇+号任务,但我们可以拭目以待。可惜的是,以上任务中只有一至两个可以通过NASA的筛选,最终结果将于2021年公布。

作者: George Dvorsky

FY: 重返橘子共和国

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