NASA在未来十年内把探索天王星作为首要任务

天王星，未年为首是内把距离太阳的第七颗行星，只有航海家二号太空船曾在1986年飞掠时造访过这个行星。探索天王现在，星作科学家打算重新仔细研究这颗行星和它的任务卫星。 PHOTOGRAPH BY NASA/JPL

这两张天王星的影像是由位于夏威夷的凯克二号（Keck II）望远镜所拍摄，从中可以看到这颗行星神秘大气的星作细节。天王星的任务北极（图中右侧）呈现出一大群类似风暴的特征，赤道附近环绕着罕见的扇形云层。 PHOTOGRAPH BY LAWRENCE SROMOVSKY, PAT FRY, HEIDI HAMMEL, IMKE DE PATER/UNIVERSITY OF WISCONSIN-MADISON 

土卫二是土星的卫星之一，它是新旗舰任务的第二优先目标。卡西尼号太空船拍下了这颗冰冷的小卫星，如果科学家发射新的太空船前往天王星，那也会揭露它的卫星有类似的细节。 PHOTOGRAPH BY NASA/JPL/SPACE SCIENCE INSTITUTE
（神秘的地球uux.cn报道）据美国国家地理（撰文：NADIA DRAKE 编译：邱彦纶）：天王星即将重回NASA怀抱！这颗冰巨行星可能代表着银河系最常见的行星类型，但我们对它知之甚少。现在科学家宣布，近距离观察天王星将成为首要任务。
天王星可能是太阳系里最奇怪的行星。这颗冰巨行星（icy giant）曾在过去某个时刻遭到撞击，导致它一直侧着自转。天王星有十几个光环和大约27颗卫星，大气由氢和氦组成，在寒冷云层深处，还有以冰质存在的更重化合物。
但除了这些有趣的现象外，科学家对这个淡蓝色行星知之甚少。 1986年，航海家二号（Voyager 2）太空船首度造访天王星，这也是唯一的一次。不过这个情况也许很快就会改变。
行星科学家在4月下旬发表了一份报告，建议美国航太总署（NASA）在未来十年内，把探索天王星作为首要任务，最快可能在2031年发射太空船造访这颗太阳系的第七行星。
「我认为，我们将在那里看到一些真正的惊喜，了解行星形成的大量资讯，可能发现新的海洋世界。」康奈尔大学的乔纳森．陆奈恩（Jonathan Lunine）说，他担任巨行星报告小组的主席。
天王星之所以吸引科学家的重要原因，是它和太阳系的另一颗冰巨行星海王星，可能代表着银河系里最常见的行星类型。科学家认为，揭开天王星的谜团──像是奇特的磁场、隐藏的内部结构、惊人的低温，对了解银河系的冰巨行星和太阳系的历史来说至关重要。
他们提出了名为「天王星轨道飞行器和探测器」（Uranus Orbiter and Probe）的任务，计划以轨道飞行器绕行天王星系统数年，同时释放一个小型探测器研究天王星的大气层。这和相当成功的美国航太总署卡西尼号（Cassini）任务类似，这项任务曾在2004年至2017年探索土星系统。
「这项任务将会获得几乎涉及行星科学每个领域的丰厚成果。」大学天文研究协会（Association of Universities for Research in Astronomy）的行星天文学家海蒂．哈默尔（Heidi Hammel）说。在我们的视讯通话时，她身后挂着一个天王星的绒毛玩具，在挂断电话之前，这只毛茸茸的蓝色星球和我互相击掌。 「我很高兴。」哈默尔说。
未来的行星际太空船
每隔十年，行星科学的研究社群会针对未来十年优先探索和研究的方向，提出一系列的建议。美国航太总署和美国国家科学基金会（National Science Foundation）将以最后的文件，也就是「行星科学十年调查」（planetary decadal survey）为基础，决定提供哪些计画经费上的资助。
上一份行星科学十年调查发表于2011年，当时建议优先考虑多管齐下的火星样本返回任务。美国航太总署的毅力号（Perseverance）探测车目前正在完成这项任务的第一阶段，横越这颗红色星球表面，收集并储存最终将返回地球的火星岩石和泥土样本。 2011年的调查还建议探测木星的冰冻卫星木卫二欧罗巴（Europa），这是太阳系中最有希望找到生命的地方之一，因此有了预计将于2024年发射的木卫二快艇号（Europa Clipper）太空船。
在上一次的行星科学十年调查中，天王星任务的优先顺序排在第三位。
「连续两次的十年调查都建议造访天王星，这是件好事，」哈默尔说：「这显示了一致性，也显示行星科学界希望回到天王星系统的想法。」
2022年的十年调查，强调了在太阳系寻找地外生命的重要性，尤其是地下生命，这表示生物体可能存活于火星地表之下，或是其他卫星的海洋里。 「美国航太总署应该加快发展和验证作为太空任务使用的生命探测技术。」十年调查的共同主席、西南研究院的罗宾．克纳（Robin Canup）在简报时说。冰冻的土卫二（Enceladus）在地下海洋里，可能有个繁荣的生物圈。探测土卫二是排名第二的新旗舰任务，虽然可能要到2050年代才能实现，那时的条件更利于探测有喷发现象的土卫二南极。
不过，不太可能有我们所知生命形式存在的天王星，在2022年的报告中被列为第一优先的任务。
「我们很清楚，想要探索和发现新事物，天王星是最佳的选择，」陆奈恩说：「发任务去天王星根本顺理成章。」
寒冷之国：天王星
科学家已经发现了数千颗绕行遥远恒星的行星，其中很多与天王星差不多大。因此这颗得名于希腊夜空之神乌拉诺斯（Uranus）的冰巨星，可能是了解这些系外行星的关键。
「天王星可能代表着最常见的系外行星类型，而我们对它知之甚少；从天王星系统获得的任何科学知识都非常珍贵，」圣路易华盛顿大学的行星科学家保罗．柏恩（Paul Byrne）在邮件中写道：「我迫不及待想看到这个任务起飞！」
我们不知道天王星在什么时候、又是如何倾倒，或是这样一颗不平衡的行星如何维持井然有序的卫星系统。科学家也不清楚天王星的内部结构，为什么它的温度比海王星低得多。航海家号观察了这颗行星的磁场，发现它「非常诡异、偏移，而且是倾斜的。」哈默尔说。
在过去几十年里，哈伯太空望远镜（Hubble Space Telescope）和地球上的天文台已在天王星的光环中发现了奇怪的高温讯号，星球表面爆发出明亮的云层、极光和强风。科学家甚至在2003年发现了更多颗卫星。
这项可能耗资高达42亿美元的计画，将大幅增进我们对天王星系统的了解。在这个计画中，将有一个探测器降落穿越这颗行星的大气层，详细测量其组成情形。还有个更大的轨道飞行器，配备多种科学仪器，以数年时间仔细观测天王星及其光环和卫星。
「很多卫星看上去都很神奇，而且表面有活动的迹象。」克纳说。
天王星的卫星以威廉．莎士比亚（William Shakespeare）和亚历山大．波普（Alexander Pope）作品中的人物命名，其中的天卫五米兰达（Miranda）特别奇怪。它是迄今太阳系中最诡异的卫星之一，仿佛随意拼凑出的地景看起来就像是由一群意见不合的委员会所共同设计出的结果。由于航海家号所拍摄到的点状影像只涵盖了这颗小卫星的其中一半，我们甚至不知道这颗怪诞卫星背面是什么样子。
也许更重要的是研究像天卫三（Titania）和天卫四（Oberon）等绕行天王星的冰冻卫星，是否在地壳下方藏着海洋，就像木卫二和土卫二那样。陆奈恩表示，这些海洋的底部可能是岩石，而且与更接近太阳的卫星相比，它们可能含有更丰富的有机物质，这是我们所知的生命形式必需的。
「如果天王星有一颗或是更多卫星有海洋，那不是很酷吗？」陆奈恩说。
等待天王星
行星科学家得要多等一些时间，才能近距离观测天王星。因为太空船需要几年、甚至是几十年的时间，才能抵达外太阳系。
按照设计，天王星轨道飞行器和探测器将在2031年至2038年或是更晚一点，利用行星排列达到有利位置时，由SpaceX公司的猎鹰重型（Falcon Heavy）火箭搭载发射。一旦进入太空，最快也要约13年才能抵达，这表示太空船最快要到2040年代中期，才能进入天王星的轨道。
哈默尔等人用相对零散的数据，研究这些冰巨行星多年。这项任务可能在他们已从专业行星科学研究的行列退休后才姗姗来迟──以哈默尔的说法，那时她已经在养老院里步履蹒跚了，但他们对此并不感到担心沮丧。
「这项任务不是为了我，而是为了下一代，」哈默尔说：「20年前，我可能会说，我真的很想要在我退休前抵达天王星。现在我的想法改变了。我现在希望：我能在退休前看到它发射，因为这样我就能知道，它会实现的。 」