目標金星、海衛一、木衛一!NASA擬派探測器揭示太陽系秘密

2020-12-03 科技日報

美國國家航空航天局（NASA）近日宣布，將給四支團隊各提供300萬美元資金，進一步揭示太陽系的秘密。其中兩支科學團隊將目標對準了金星；另外兩支團隊則分別瞄準了木星的衛星木衛一和海王星的衛星海衛一。

NASA科學任務局局副局長託馬斯·祖布臣說：「這些選定的任務有可能改變我們對太陽系最活躍和最複雜世界的理解。探索其中任何一個天體，都將有助於揭開它以及類似天體如何形成的奧秘。」

金星成「香餑餑」

金星的大小與地球相近，但對生命來說，一個可謂天堂，另一個則恍如地獄。目前，金星大氣層中二氧化碳濃度是地球的90倍，表面溫度達到462攝氏度，因此不可能存在生命。

但NASA科學家去年發布研究報告稱，他們的計算模型顯示，直到大約7億年前，金星的氣溫都在20攝氏度至50攝氏度之間，涼爽到足以存在液態水，金星上的海洋可能存在了二三十億年，在這段時間內，金星可能是宜居的，生命或許曾在其上繁衍生息。

為釐清金星上是否曾存在生命，以及金星為何變成現在這般「模樣」，選定的四項任務中，有兩項跟金星有關。

「金星深層大氣惰性氣體、化學和成像調查+」（DAVINCI+）任務將分析金星大氣，了解其如何形成、演化並確定金星是否曾有過海洋。

DAVINCI +將穿透金星惡劣的環境，精確測量其大氣成分。儀器將被封裝於定製的下降球內，保護它們免受金星惡劣環境的影響。DAVINCI +中的「+」指該任務的成像組件，包括下降球體上的攝像頭和用於繪製金星表面巖石類型的軌道器。

DAVINCI +項目首席研究員是NASA戈達德太空飛行中心的詹姆斯·加文，該中心負責管理這一項目。研究人員表示，DAVINCI+提供的結果有可能重塑我們對太陽系及太陽系外類地行星如何形成的理解。

而「金星輻射率、射電科學、幹涉雷達、地形和光譜學任務」（VERITAS）則旨在繪製金星表面的地圖，以確定金星的地質歷史，並了解為什麼金星的演化歷程與地球如此不同。

VERITAS將利用合成孔徑雷達繞金星運行，繪製幾乎整個行星的海平面高度圖，以創建出金星的三維地形圖，並確認金星上的板塊構造和火山作用等是否仍處於活躍狀態。

此外，VERITAS還將繪製金星表面發出的紅外輻射的圖譜，以繪製金星的地質圖。目前，科學家對這一方面知之甚少。VERITAS任務首席研究員是NASA噴氣推進實驗室的蘇薩尼·斯穆瑞卡，該實驗室負責管理這一項目。

兩顆小衛星受青睞

除金星外，還有木衛一「伊娥」（Io）和海衛一「特裡同」（Triton）「雀屏中選」，這兩項目任務旨在加深我們對太陽系遙遠天體的理解。

在古羅馬神話故事中，柔弱美麗的伊娥（IO）深得天神朱庇特的歡心，因此，當科學家在給木星（朱庇特）各衛星取名字時，將「伊娥」賜給了木衛一。「伊娥」不僅是「朱庇特」心中的「白月光」，也是不少科學家眼中的心頭好。

儘管如此，迄今還沒有任何太空機構向「伊娥」派遣過專門的使者，目前科學家對這顆衛星的了解大多來自 「旅行者」號探測器、前往木星的「伽利略」號探測器及地面觀測。

「伊娥火山觀測器」（IVO）將是人類派往木衛一的首個探測器。它將飛越這顆天體，了解潮汐力如何塑造這顆星體——木星引力不斷擠壓將「伊娥」加熱，使其成為太陽系內火山活動最活躍的天體。目前，科學家對「伊娥」的特殊特徵，比如其內部是否存在巖漿海洋知之甚少，IVO將評估「伊娥」上巖漿的產生和噴發方式。

這項任務首席研究員是亞利桑那大學的阿爾弗雷德·麥克尤恩，約翰霍普金斯大學應用物理實驗室負責管理這一項目。研究人員表示，IVO提供的結果可能會徹底改變我們對巖石天體及太陽系中冰冷海洋世界乃至整個宇宙間系外行星形成和演化的理解。

「三叉戟」（TRIDENT，三叉戟是海神的武器）任務將探索「特裡同」（Triton），以了解距離太陽很遠的宜居世界。

「特裡同」是海王星獨特而極為活躍的冰凍衛星，「旅行者2號」（Voyager 2）傳回的圖片顯示，「特裡同」的地表經歷了一次「整容」，其表面是太陽系目前第二年輕的表面，並有可能噴出羽流和一個大氣層。此外，「特裡頓」擁有可產生有機降雪的電離層，且內部可能潛藏著海洋，這些鮮明的特徵使使它在眾衛星中脫穎而出，研究它可以幫助科學家了解宜居世界如何在太陽系及其他星系的發展演化歷程。　「三叉戟」將在飛越「特裡同」的過程中繪製出該天體的地圖，描述其活動過程並確定是否存在地下海洋。該任務首席調查員是月球與行星學院/大學空間研究協會的路易斯·普羅克，噴氣推進實驗室負責管理這一項目。

2個以上項目將「夢想照進現實」

上述四項任務都屬於NASA的「發現計劃」（Discovery Program）。該計劃旨在解決行星科學領域的緊迫問題，並加深我們對太陽系的了解。這四項任務都將進行為期九個月的概念研究，以發展和完善相關概念，任務團隊最後將提交一份《概念研究報告》，NASA在報告的基礎上，選出兩個以上項目讓其「夢想照進現實」。

按照任務規模，NASA規劃了三類深空探索計劃，分別是小型「發現計劃」（Discovery Program）、中型「新疆界計劃」（New Frontiers program），及大型「旗艦計劃」（Flagship Program）。

「發現計劃」創立於1992年，已支持並資助了20多項任務和儀器的開發和實施，這些項目耗資不超過4.5億美元。此前進行的「發現計劃」項目包括克卜勒行星望遠鏡、「洞察」號火星著陸器以及前往小行星帶的「黎明」號任務。

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