天王星，未年為首是內(nèi)把距離太陽(yáng)的第七顆行星，只有航海家二號(hào)太空船曾在1986年飛掠時(shí)造訪過(guò)這個(gè)行星。探索天王現(xiàn)在，星作科學(xué)家打算重新仔細(xì)研究這顆行星和它的任務(wù)衛(wèi)星。 PHOTOGRAPH BY NASA/JPL
這兩張?zhí)焱跣堑挠跋袷怯晌挥谙耐牡膭P克二號(hào)（Keck II）望遠(yuǎn)鏡所拍攝，從中可以看到這顆行星神秘大氣的星作細(xì)節(jié)。天王星的任務(wù)北極（圖中右側(cè)）呈現(xiàn)出一大群類似風(fēng)暴的特征，赤道附近環(huán)繞著罕見的扇形云層。 PHOTOGRAPH BY LAWRENCE SROMOVSKY, PAT FRY, HEIDI HAMMEL, IMKE DE PATER/UNIVERSITY OF WISCONSIN-MADISON
土衛(wèi)二是土星的衛(wèi)星之一，它是新旗艦任務(wù)的第二優(yōu)先目標(biāo)?？ㄎ髂崽?hào)太空船拍下了這顆冰冷的小衛(wèi)星，如果科學(xué)家發(fā)射新的太空船前往天王星，那也會(huì)揭露它的衛(wèi)星有類似的細(xì)節(jié)。 PHOTOGRAPH BY NASA/JPL/SPACE SCIENCE INSTITUTE
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)美國(guó)國(guó)家地理（撰文：NADIA DRAKE 編譯：邱彥綸）：天王星即將重回NASA懷抱！這顆冰巨行星可能代表著銀河系最常見的行星類型，但我們對(duì)它知之甚少。現(xiàn)在科學(xué)家宣布，近距離觀察天王星將成為首要任務(wù)。
天王星可能是太陽(yáng)系里最奇怪的行星。這顆冰巨行星（icy giant）曾在過(guò)去某個(gè)時(shí)刻遭到撞擊，導(dǎo)致它一直側(cè)著自轉(zhuǎn)。天王星有十幾個(gè)光環(huán)和大約27顆衛(wèi)星，大氣由氫和氦組成，在寒冷云層深處，還有以冰質(zhì)存在的更重化合物。
但除了這些有趣的現(xiàn)象外，科學(xué)家對(duì)這個(gè)淡藍(lán)色行星知之甚少。 1986年，航海家二號(hào)（Voyager 2）太空船首度造訪天王星，這也是唯一的一次。不過(guò)這個(gè)情況也許很快就會(huì)改變。
行星科學(xué)家在4月下旬發(fā)表了一份報(bào)告，建議美國(guó)航太總署（NASA）在未來(lái)十年內(nèi)，把探索天王星作為首要任務(wù)，最快可能在2031年發(fā)射太空船造訪這顆太陽(yáng)系的第七行星。
「我認(rèn)為，我們將在那里看到一些真正的驚喜，了解行星形成的大量資訊，可能發(fā)現(xiàn)新的海洋世界?！箍的螤柎髮W(xué)的喬納森．陸奈恩（Jonathan Lunine）說(shuō)，他擔(dān)任巨行星報(bào)告小組的主席。
天王星之所以吸引科學(xué)家的重要原因，是它和太陽(yáng)系的另一顆冰巨行星海王星，可能代表著銀河系里最常見的行星類型?？茖W(xué)家認(rèn)為，揭開天王星的謎團(tuán)──像是奇特的磁場(chǎng)、隱藏的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、驚人的低溫，對(duì)了解銀河系的冰巨行星和太陽(yáng)系的歷史來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。
他們提出了名為「天王星軌道飛行器和探測(cè)器」（Uranus Orbiter and Probe）的任務(wù)，計(jì)劃以軌道飛行器繞行天王星系統(tǒng)數(shù)年，同時(shí)釋放一個(gè)小型探測(cè)器研究天王星的大氣層。這和相當(dāng)成功的美國(guó)航太總署卡西尼號(hào)（Cassini）任務(wù)類似，這項(xiàng)任務(wù)曾在2004年至2017年探索土星系統(tǒng)。
「這項(xiàng)任務(wù)將會(huì)獲得幾乎涉及行星科學(xué)每個(gè)領(lǐng)域的豐厚成果?！勾髮W(xué)天文研究協(xié)會(huì)（Association of Universities for Research in Astronomy）的行星天文學(xué)家海蒂．哈默爾（Heidi Hammel）說(shuō)。在我們的視訊通話時(shí)，她身后掛著一個(gè)天王星的絨毛玩具，在掛斷電話之前，這只毛茸茸的藍(lán)色星球和我互相擊掌。 「我很高興。」哈默爾說(shuō)。
未來(lái)的行星際太空船
每隔十年，行星科學(xué)的研究社群會(huì)針對(duì)未來(lái)十年優(yōu)先探索和研究的方向，提出一系列的建議。美國(guó)航太總署和美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（National Science Foundation）將以最后的文件，也就是「行星科學(xué)十年調(diào)查」（planetary decadal survey）為基礎(chǔ)，決定提供哪些計(jì)畫經(jīng)費(fèi)上的資助。
上一份行星科學(xué)十年調(diào)查發(fā)表于2011年，當(dāng)時(shí)建議優(yōu)先考慮多管齊下的火星樣本返回任務(wù)。美國(guó)航太總署的毅力號(hào)（Perseverance）探測(cè)車目前正在完成這項(xiàng)任務(wù)的第一階段，橫越這顆紅色星球表面，收集并儲(chǔ)存最終將返回地球的火星巖石和泥土樣本。 2011年的調(diào)查還建議探測(cè)木星的冰凍衛(wèi)星木衛(wèi)二歐羅巴（Europa），這是太陽(yáng)系中最有希望找到生命的地方之一，因此有了預(yù)計(jì)將于2024年發(fā)射的木衛(wèi)二快艇號(hào)（Europa Clipper）太空船。
在上一次的行星科學(xué)十年調(diào)查中，天王星任務(wù)的優(yōu)先順序排在第三位。
「連續(xù)兩次的十年調(diào)查都建議造訪天王星，這是件好事，」哈默爾說(shuō)：「這顯示了一致性，也顯示行星科學(xué)界希望回到天王星系統(tǒng)的想法。」
2022年的十年調(diào)查，強(qiáng)調(diào)了在太陽(yáng)系尋找地外生命的重要性，尤其是地下生命，這表示生物體可能存活于火星地表之下，或是其他衛(wèi)星的海洋里。 「美國(guó)航太總署應(yīng)該加快發(fā)展和驗(yàn)證作為太空任務(wù)使用的生命探測(cè)技術(shù)?！故暾{(diào)查的共同主席、西南研究院的羅賓．克納（Robin Canup）在簡(jiǎn)報(bào)時(shí)說(shuō)。冰凍的土衛(wèi)二（Enceladus）在地下海洋里，可能有個(gè)繁榮的生物圈。探測(cè)土衛(wèi)二是排名第二的新旗艦任務(wù)，雖然可能要到2050年代才能實(shí)現(xiàn)，那時(shí)的條件更利于探測(cè)有噴發(fā)現(xiàn)象的土衛(wèi)二南極。
不過(guò)，不太可能有我們所知生命形式存在的天王星，在2022年的報(bào)告中被列為第一優(yōu)先的任務(wù)。
「我們很清楚，想要探索和發(fā)現(xiàn)新事物，天王星是最佳的選擇，」陸奈恩說(shuō)：「發(fā)任務(wù)去天王星根本順理成章?！?br>寒冷之國(guó)：天王星
科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)千顆繞行遙遠(yuǎn)恒星的行星，其中很多與天王星差不多大。因此這顆得名于希臘夜空之神烏拉諾斯（Uranus）的冰巨星，可能是了解這些系外行星的關(guān)鍵。
「天王星可能代表著最常見的系外行星類型，而我們對(duì)它知之甚少；從天王星系統(tǒng)獲得的任何科學(xué)知識(shí)都非常珍貴，」圣路易華盛頓大學(xué)的行星科學(xué)家保羅．柏恩（Paul Byrne）在郵件中寫道：「我迫不及待想看到這個(gè)任務(wù)起飛！」
我們不知道天王星在什么時(shí)候、又是如何傾倒，或是這樣一顆不平衡的行星如何維持井然有序的衛(wèi)星系統(tǒng)?？茖W(xué)家也不清楚天王星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，為什么它的溫度比海王星低得多。航海家號(hào)觀察了這顆行星的磁場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)它「非常詭異、偏移，而且是傾斜的?！构瑺栒f(shuō)。
在過(guò)去幾十年里，哈伯太空望遠(yuǎn)鏡（Hubble Space Telescope）和地球上的天文臺(tái)已在天王星的光環(huán)中發(fā)現(xiàn)了奇怪的高溫訊號(hào)，星球表面爆發(fā)出明亮的云層、極光和強(qiáng)風(fēng)?？茖W(xué)家甚至在2003年發(fā)現(xiàn)了更多顆衛(wèi)星。
這項(xiàng)可能耗資高達(dá)42億美元的計(jì)畫，將大幅增進(jìn)我們對(duì)天王星系統(tǒng)的了解。在這個(gè)計(jì)畫中，將有一個(gè)探測(cè)器降落穿越這顆行星的大氣層，詳細(xì)測(cè)量其組成情形。還有個(gè)更大的軌道飛行器，配備多種科學(xué)儀器，以數(shù)年時(shí)間仔細(xì)觀測(cè)天王星及其光環(huán)和衛(wèi)星。
「很多衛(wèi)星看上去都很神奇，而且表面有活動(dòng)的跡象?！箍思{說(shuō)。
天王星的衛(wèi)星以威廉．莎士比亞（William Shakespeare）和亞歷山大．波普（Alexander Pope）作品中的人物命名，其中的天衛(wèi)五米蘭達(dá)（Miranda）特別奇怪。它是迄今太陽(yáng)系中最詭異的衛(wèi)星之一，仿佛隨意拼湊出的地景看起來(lái)就像是由一群意見不合的委員會(huì)所共同設(shè)計(jì)出的結(jié)果。由于航海家號(hào)所拍攝到的點(diǎn)狀影像只涵蓋了這顆小衛(wèi)星的其中一半，我們甚至不知道這顆怪誕衛(wèi)星背面是什么樣子。
也許更重要的是研究像天衛(wèi)三（Titania）和天衛(wèi)四（Oberon）等繞行天王星的冰凍衛(wèi)星，是否在地殼下方藏著海洋，就像木衛(wèi)二和土衛(wèi)二那樣。陸奈恩表示，這些海洋的底部可能是巖石，而且與更接近太陽(yáng)的衛(wèi)星相比，它們可能含有更豐富的有機(jī)物質(zhì)，這是我們所知的生命形式必需的。
「如果天王星有一顆或是更多衛(wèi)星有海洋，那不是很酷嗎？」陸奈恩說(shuō)。
等待天王星
行星科學(xué)家得要多等一些時(shí)間，才能近距離觀測(cè)天王星。因?yàn)樘沾枰獛啄辍⑸踔潦菐资甑臅r(shí)間，才能抵達(dá)外太陽(yáng)系。
按照設(shè)計(jì)，天王星軌道飛行器和探測(cè)器將在2031年至2038年或是更晚一點(diǎn)，利用行星排列達(dá)到有利位置時(shí)，由SpaceX公司的獵鷹重型（Falcon Heavy）火箭搭載發(fā)射。一旦進(jìn)入太空，最快也要約13年才能抵達(dá)，這表示太空船最快要到2040年代中期，才能進(jìn)入天王星的軌道。
哈默爾等人用相對(duì)零散的數(shù)據(jù)，研究這些冰巨行星多年。這項(xiàng)任務(wù)可能在他們已從專業(yè)行星科學(xué)研究的行列退休后才姍姍來(lái)遲──以哈默爾的說(shuō)法，那時(shí)她已經(jīng)在養(yǎng)老院里步履蹣跚了，但他們對(duì)此并不感到擔(dān)心沮喪。
「這項(xiàng)任務(wù)不是為了我，而是為了下一代，」哈默爾說(shuō)：「20年前，我可能會(huì)說(shuō)，我真的很想要在我退休前抵達(dá)天王星?，F(xiàn)在我的想法改變了。我現(xiàn)在希望：我能在退休前看到它發(fā)射，因?yàn)檫@樣我就能知道，它會(huì)實(shí)現(xiàn)的。 」
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