當前位置： 當前位置：首頁 > 綜合 > 揭開天王星及其冰冷的秘密：美國國家航空航天局將從一次野外任務(wù)中學到什么正文

天王星是太陽系中最冷的行星。信用:uux.cn/美國國家航空航天局/JPL
（神秘的天王地球uux.cn）據(jù)對話（邁克·索利）：天王星是太陽的第七顆行星，在太陽系外圍運行，星及距離地球約20億英里(32億公里)。其冰這是秘密美國一個巨大的世界——直徑是地球的四倍，質(zhì)量是航空航天地球的15倍，體積是從次地球的63倍。
超過35年沒有被宇宙飛船訪問過，野外天王星位于我們太陽系中探索最少的任務(wù)區(qū)域之一。盡管自1986年旅行者2號飛越以來，中學科學家們已經(jīng)從望遠鏡觀察和理論工作中了解了一些情況，揭開局但這顆行星仍然是天王一個謎。
很容易把太陽系分成兩大組:一個是星及有四顆巖石行星的內(nèi)層，一個是其冰有四顆巨行星的外層。但是秘密美國大自然一如既往地更加復雜。天王星和海王星，太陽的第八顆行星，與其他行星有很大的不同。兩者都是冰巨人，主要由水、冰、氨和甲烷等化合物組成；它們是平均溫度為零下320到零下350華氏度(零下212攝氏度)的地方。
通過最近對系外行星的發(fā)現(xiàn)——距離我們太陽系數(shù)萬億英里之外的世界——天文學家了解到冰巨人在整個銀河系都很常見。它們挑戰(zhàn)了我們對行星形成和演化的理解。天王星離我們比較近，是我們了解它們的基石。
新任務(wù)
航天界的許多人——像我一樣——正在敦促美國國家航空航天局發(fā)射一艘機器人宇宙飛船去探索天王星。事實上，2023年行星科學家十年調(diào)查將這樣的旅程列為新美國國家航空航天局旗艦任務(wù)的最高優(yōu)先事項。
這一次，宇宙飛船不會像旅行者2號那樣，簡單地飛過天王星，飛往別處。取而代之的是，探測器將花費數(shù)年時間環(huán)繞并研究這顆行星，它的27個衛(wèi)星和13個環(huán)。
你可能會奇怪，為什么把飛船送到天王星而不是海王星。這是軌道結(jié)構(gòu)的問題。由于這兩顆行星在未來二十年的位置，從地球出發(fā)的宇宙飛船將比海王星更容易到達天王星。在正確的時間發(fā)射，軌道飛行器將在大約12年后到達天王星。
這里有一些天王星軌道飛行器可以幫助回答的基本問題:天王星到底是由什么組成的？為什么天王星向一側(cè)傾斜，在夏天它的兩極幾乎直接指向太陽——這與太陽系中的所有其他行星都不同？是什么產(chǎn)生了天王星奇怪的磁場，形狀與地球不同，并且與行星旋轉(zhuǎn)的方向不一致？大氣環(huán)流是如何作用于一個冰巨人的？所有這些問題的答案告訴我們冰巨人是如何形成的？
盡管自旅行者2號飛越以來，科學家在這些和其他問題上取得了進展，但沒有什么可以替代從軌道航天器上直接、近距離和重復的觀察。
光環(huán)和那些衛(wèi)星
天王星周圍的光環(huán)可能由骯臟的冰構(gòu)成，比土星周圍的光環(huán)更薄更暗。天王星軌道飛行器將在其中尋找“漣漪”，類似于湖面上的波浪。找到它們將讓科學家們把光環(huán)作為一個巨大的地震儀來幫助我們了解天王星的內(nèi)部，這是它最大的秘密之一。
這些衛(wèi)星大多以莎士比亞和蒲柏作品中的文學人物命名，主要由冰和巖石的混合物凍結(jié)而成。其中五顆衛(wèi)星尤其引人注目。米蘭達、愛麗兒、翁布里爾、泰坦尼婭和奧伯龍都大到足以成為球形，它們本身就被視為微型世界。
在飛越期間，旅行者2號拍攝了衛(wèi)星南半球的低分辨率圖像。(它們的北半球仍未被發(fā)現(xiàn)，仍然是我們太陽系未被探索的主要前沿之一。)這些圖像包括阿里爾上的冰火山照片——這是過去地質(zhì)和構(gòu)造活動的誘人線索，可能還有地下水。

米蘭達是一個多坑多景的世界，它是天王星的衛(wèi)星，可能是一個海洋世界。鳴謝:uux.cn/美國國家航空航天局/JPL加州理工學院
海洋和生命的可能性
這導致了任務(wù)中最令人興奮的部分之一:許多行星科學家提出理論，認為Ariel，也許是其他五個衛(wèi)星中的大多數(shù)或全部，可能是一個海洋世界，在固體，冰冷的表面下幾英里處有巨大的地下液態(tài)水。找出任何一顆衛(wèi)星是否有海洋是這項任務(wù)的主要目標之一。
這就是為什么軌道飛行器可能會攜帶磁力計的一個原因——當它的一個衛(wèi)星穿過天王星的磁場時，探測地下海洋的電磁相互作用。測量衛(wèi)星重力場的儀器和研究其表面地質(zhì)的照相機也會有所幫助。
正如我們所知，液態(tài)水是生命的基本需求。如果探測到了海洋，科學家們將會尋找月球上生命的其他成分——比如能量、營養(yǎng)和有機物。
沒有成交
這項任務(wù)的發(fā)射日期還沒有確定，美國國家航空航天局也沒有正式批準其資助。成本可能會超過十億美元。
要考慮的一個關(guān)鍵因素是:宇宙按照自己的時間表運行，這些航天器到天王星的軌跡會隨著行星沿著它們的軌道運行而改變。理想情況下，美國國家航空航天局將在2031年或2032年發(fā)射一次任務(wù)，以最大限度地方便軌跡和最小化旅行時間。這個時間跨度比看起來要短；為發(fā)射做好準備需要數(shù)年的計劃——以及更多年的航天器建造。這就是為什么現(xiàn)在是時候開始這個過程，并資助這個迷人的世界的使命。