如果您有幾十億美元，您將去太空哪裡？

如果您有幾十億美元，並且有一些世界上最有才華的太空科學家和工程師，您將去哪裡？

確實沒有錯誤的答案。即使將其範圍縮小到外部太陽系-行星，衛星，環和其他宇宙瓦礫-也永遠不會感到無聊。但是，由於沒有機會進行科學家夢dream以求的所有任務，因此，如此龐大的太陽系目的地存在弊端。但是無論如何，夢想完成這些任務是太空探索的重要組成部分，也是科學家們定期進行的任務。

在最近一次外科學評估小組（OPAG）的虛擬會議上，外科學評估小組關注小行星帶以外的所有事物，科學家帶領觀眾進行了三項不同的任務概念研究，這些研究被委託為行星科學十年調查提供信息。在2023年至2032年之間指導NASA計劃。

太陽系的25個最奇怪的事實

由美國國家科學院管理的十年調查為NASA提供了對科學界優先事項的獨立評估，並為評估將更大或更小的任務發送到何處提供了指導。對於由專家組進行十年調查的小組來說，更容易通過在不同位置提供什麼樣的科學來評估那些優先級。

馬裡蘭州約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室的行星科學家，任務概念研究之一的主要作者香農·麥肯尼斯（Shannon MacKenize）說：「說實話，如果這些任務研究的確切化身為飛行，我會感到震驚。」該項目是在9月2日的問答期中提出的。「它們的確是為了展示可能性和範圍，而不是任務建議。」

這三項概念研究都考察了NASA稱之為旗艦的任務類別，例如火星探測器的好奇心和毅力，伽利略號對木星的任務以及卡西尼號對土星的任務。它們是重大任務，價格不菲（毅力成本為27億美元），而且科學議程也是如此，這意味著NASA當然不能一次承擔三項任務。

但是，即使這些特定任務中沒有一個飛行，它們仍然可以通過誘人地研究哪種科學真正可行來塑造未來幾十年內太空飛行器的去向。

因此，讓我們來探索一下外部太陽系科學中最大膽的夢想。

土星冰冷的月亮土衛二

在土衛二上尋找生活

停止一站：土星結冰的，容易爆發的月亮土衛二（Enceladus），這是科學家在太陽系中尋找生命的首要目標之一。卡西尼號任務於2017年結束，發現了令人信服的證據，表明鹹羽從月球的冰殼中噴出，比起氣質較弱的世界要容易得多。

但是，從來沒有一個任務優先考慮過這個小月亮，這就是為什麼科學家設計了名為Enceladus Orbilander的任務概念的原因。在麥肯尼茲（MacKenize）的帶領下，研究人員希望發送一項任務，該任務可以告訴科學家是否可能向月球提供生命。

Orbilander代表兩個太空飛行器合二為一。該太空飛行器將首先繞土星軌道飛行，然後繞土衛二進行200天，在遠處研究世界，並收集月球獨特的間歇泉吐出的物質，以在其內部化學實驗室中進行分析。

MacKenzie說：「每次我們飛過羽流時，我們都會收集大量樣本。」 「一旦我們有足夠的時間運行給定的子集，我們就需要花費一些時間來進行遙感工作，並花費幾個軌道來進行生命探測套件。」

然後，Orbilander將沉降到地面上進行第二階段的操作，收集下雪到結冰的外殼的材料，並挖出一些材料進行150天以上的進一步分析。這項任務的雙重方法將使奧比安德蘭能夠以各種形式研究土衛二的羽流中的物質-越來越大的顆粒，更新鮮的物質以及公開時間更長的物質。

假設的飛行任務將在2030年代末發射，在2040年代中期到達土星系統，在2050年進入土衛二軌道並在明年降落。它將配備許多旨在告訴科學家這個誘人的月球上是否有生命的儀器，包括可以識別材料的質譜儀和可以增強科學家視野的顯微鏡。麥肯齊在會議上說，該團隊將任務構想的價格定為約25億美元。

海王星及其最大的衛星海衛一

在海王星和特裡頓周圍遊泳

進一步冒險進入太陽系，還有另一種機會等待著：有機會去研究一個未被充分研究的行星及其奇怪的，被盜的月亮。

海王星及其衛星海衛一（ Triton）成為了一個引人注目的目標，因為從未有冰巨人執行過專門的太空飛行器任務。科學家懷疑海王星的最大衛星是在我們太陽系行星邊緣的柯伊伯帶捕獲的物體，而不是本地出生的衛星。但是在海王星周圍的軌道上，特裡頓比仍被放逐到柯伊伯帶的同胞更容易到達。

「這是可供選擇的自助餐的重要組成部分，因為我們決定如何訪問太陽系中尚未進行專門軌道任務的唯一一類行星，」太空物理學家Abigail Rymer說道。約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室在演講中表示。

她領導的任務概念研究將在南半球陽光普照的時候到達特裡頓，因為那是1989年旅行者2號飛越該系統時海王星衛星出現的方式，科學家希望能夠隨時間比較同一地形。航海家2在Triton上看到了一些活躍的羽流和許多以前的羽流，科學家希望了解這些功能的工作原理。

除了研究海王星，其環和海衛一外，該團隊將其稱為奧德賽的任務概念還將研究海王星產生的奇怪磁場，以及它與月球的相互作用及其潛在的流出。

雷德說，奧德賽將花費四年的時間通過海王星系統進行巡迴研究，研究冰巨人及其奇異的衛星，並將耗資約34億美元。前往海王星的旅程大約需要16年，在此期間，飛船可以研究太陽對太陽系的影響，研究我們的鄰居，就像他們是系外行星一樣，也許飛越一些小行星。

冥王星及其月亮

到冥王星及以後

第三次任務概念研究針對的是以前最遙遠的行星冥王星及其鄰居。在2015年「新視野」（New Horizo​​ns）飛越矮行星的遺產的基礎上，這個被稱為「珀塞phone」的任務概念將繞行這個小世界，特別是告訴科學家它是否隱藏了內部海洋。這樣的地下海洋通常不與太陽系的冰冷的外圍區域相關聯，可能是潛在宜居環境的指示。

「如果我們太陽系邊緣的微型冥王星可能是一個海洋世界，那麼也許它們比我們預期的更普遍，」科羅拉多西南研究所的行星科學家，佩爾塞弗涅任務概念的第一作者卡莉·霍威特研究，在演講中說。

「新視野」號飛掠掠過了冥王星及其最大的衛星Charon的表面。但是，對於科學家來說，需要更長的停留時間來收集足夠的數據，以了解這兩個機構目前的狀況以及它們是如何獲得的。這項科學可能包括研究這些天體的大氣層，確定冥王星是否具有磁場以及確定矮行星在地表以下的樣子。

像其前身一樣，Persephone也將試圖飛過一個或多個Kuiper Belt對象。新視野號飛越了被稱為Arrokoth的天體，這是科學家們首次瞥見了這種古老物體的外觀。

在這三項任務概念研究中，耗資30億美元的Persephone可能需要最大的耐心：隨著2030年發射升空，冥王星將需要至少26年的時間才能進入冥王星，如果飛船繞道繞行，則需要27年傳送帶物體在集合點前。到達後，飛船將花費三年多的時間繞冥王星及其衛星運行；根據燃料的儲量，科學家們希望派飛船去拜訪第二個柯伊伯帶天體，也許在2070年代到達。

浩瀚的旅程，艱巨的挑戰

儘管土衛二作為目的地沒有那麼多挑戰，但《奧德賽》和《波斯波音》的任務概念突顯了未來幾十年內將成為外太陽系探索者的兩個關鍵問題。首先是，由於木星如何與其他行星對齊，所以到目前為止的通常旅行方式是繞著木星飛奔以加快速度，因此在2030年代初以後的發射中效果不佳。

霍維特說：「如果你想進入外太陽系，木星在未來十年的表現將不佳。」

這種不便之處意味著，科學家需要立即開始設計任務的批准，或者太空飛行器將需要更強大的火箭和更長的巡航時間才能到達目的地。

未來外行星飛行任務面臨的第二個問題是，進入深太陽系的太空飛行器通常無法從太陽獲取能量。這意味著科學家們希望使用核動力電池來運行他們的太空飛行器。Enceladus Orbilander的任務設計要求使用其中兩臺核發電機，稱為放射性同位素熱電發電機。奧德賽將需要三個，而珀塞phone則需要五個。

但是美國在幾十年的實踐之後才於最近才重新開始製造可用於太空飛行器的p，而目前的計劃還沒有包括足夠快的生產速度來滿足行星科學家的需求。