美國宇航局擴展「新邊疆」計劃探測目標

2021-01-08 環球網

[據太空新聞網站2016年1月8日報導] NASA已在下一個十億美元量級的「新邊疆」(New Frontiers)行星科學任務候選目標天體中,加入兩顆可能適宜生命存在的土星衛星。

2016年1月6日,NASA在發給科學家「全體公告」電子郵件中稱,已將土星衛星泰坦(Titan)和恩塞拉多斯(Enceladus)探測所屬的「海洋世界」(Ocean Worlds)納入NASA下一次「新邊疆」計劃中,並計劃在2017年接收相關的競爭提議。

公告中聲明,「海洋世界」主要關注尋找泰坦和恩塞拉多斯上的生命信號和(或)確定兩顆土星 衛星潛在的宜居性。該聲明並未解釋「海洋世界」主題加入「新邊疆」計劃的原因。

近年來,科學家已尋找到這兩顆衛星具有宜居性的證據。泰坦是土星最大的衛星,有稠密的大氣並且表面上存在液態甲烷湖泊。尺寸較小的恩塞拉多斯可能在其表面冰層下方存在液態水海洋。

NASA的這項決議源自2016財年預算報告。該報告要求NASA建立一個「海洋世界探索項目」,特別強調探索泰坦和恩塞拉多斯。

該報告聲明,NASA新建一個「海洋世界探索項目」,主要目標是綜合利用「發現」、「新邊疆」和「旗艦級」類型的任務,依照目前和未來「行星科學十年調查」的建議,尋找地外生命。

此前,科學家曾提出探測這兩顆土星衛星的小型「發現」任務,如「泰坦海探索者」(Titan Mare Explorer)曾提出在泰坦液態甲烷湖泊中降落一臺探測器,儘管該提議進入2012年的「發現」計劃競爭名單中,但最終輸給「火星洞察著陸器」計劃。「恩塞拉多斯生命發現者」(Enceladus Life Finder)曾提出對恩塞拉多斯進行多次飛越探測,但沒有進入2015年「發現」計劃競爭大名單中。

「發現」計劃幾乎不對科學家所提任務的探測目標天體進行限制,但「新邊疆」計劃要求科學家需要根據「十年調查」確定的方向提出相關探測任務。除了此次新增的泰坦和恩塞拉多斯,NASA曾為即將開始的「新邊疆」競爭確定了5項符合2011年版「十年調查」報告的任務類別,分別為:

· 彗核著陸器於採樣返回任務;

· 月球南極艾特肯盆地著陸與採樣返回任務;

· 土星大氣探測任務;

· 特洛伊小行星探測與交會任務;

· 金星大氣探測與著陸任務。

NASA計劃2016年7月發布「新邊疆」機會公告草案並尋求外界反饋意見,並於2017年1月發布修改後的正式版本,要求科學界在此後三個月的時間裡交付任務提議。計劃在2017年11月前從中選出若干提議,進行額外的概念研究,2019年做出最終篩選決定,並於2024年實施發射。

「新邊疆」任務成本上限是8.5億美元(不包括發射與運行)。

公告中還提到,NASA可為科學家提出的探測任務提供核電源系統——「多任務放射性同位素溫差電源」(MMRTG)。根據該核電源系統的使用數量不同,成本在1.05~1.65億美元之間,但要求計算在8.5億美元上限中。此外,採用核電源系統還將致使任務發射日期推遲至2025年。

屆時篩選出的任務將成為 「新邊疆」計劃中的第四個任務,可有效填補小型「發現」計劃和大型旗艦級行星任務之間的空白。此前的三個「新邊疆」計劃分別是已於2015年7月飛越冥王星的「新地平線」(New Horizons),預計2016年7月進入木星軌道的「朱諾」(Juno),以及計劃2016年9月發射的小行星採樣返回探測器「源光譜釋義資源安全風化層辨認探測器」(OSIRIS-REx)。 (中國航天系統科學與工程研究院 李金釗)

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