NASA未来将会深入对巨行星的探访
科幻网2月23日讯(朱曦薇)巨行星木星、土星、天王星和海王星,是太阳系中最令人敬畏的行星,对人类研究太空和理解更大的宇宙具有重要意义。
然而,至今为止,巨行星仍然是被探索得最少的行星,尤其是冰巨星天王星和海王星,因为它们距离地球很远,而且航天器必须在极端条件下才能进入它们的大气层。因此,它们也是太阳系中最不为人所知的行星。
与岩石行星不同,巨行星没有可以着陆的表面。即使在它们的低层大气中,也仍然是气态的,且达到极高的压力。在航天器降落在任何固体上之前,都会被压碎。
巨行星有两种类型:气态巨行星和冰巨星。较大的木星和土星是气态巨行星,主要由氢气和氦气组成,外面是气态层,下面是部分液态的金属层。它们也被认为有一个小型的岩石核心。
天王星和海王星有类似的外层大气和岩石核心,但它们的内层是由大约65的水和其他所谓的冰组成的,如甲烷和氨。
任何探访巨行星任务都是极其困难的。尽管如此,过去还是有一些探测器被派往气态巨行星。例如,1989年,NASA发射伽利略号木星探测器;2011年,NASA发射朱诺号木星探测器。
电源是探测器运行一个主要问题。朱诺号是离太阳最远的探测器,使用了太阳能电池板。它绕木星运行,木星离太阳的距离是地球的五倍。因此,朱诺号的太阳能电池在地球上可以产生14千瓦的连续电力,在木星上则只能产生0。5千瓦的电力。
与此同时,天王星和海王星与太阳的距离分别是地球的20倍和30倍。这些任务的动力将不得不从钚的放射性衰变中产生。
此外,巨行星的巨大规模意味着探测器的轨道速度将非常快,极大地加热了探测器。例如,伽利略号以每秒47。5公里的速度进入木星大气层,进入时在其前部形成的冲击层达到16000C,约是太阳表面温度的3倍。
为此,NASA开发出一种由碳纤维编织而成的坚韧且相对轻便的材料,称为HEEET,专为进入巨行星和金星而设计。虽然这种材料已经进行了测试,但它还没有执行过任务。
2024年,NASA将发射欧罗巴快船(EuropaClipper)木星探测器,以调查木星的卫星欧罗巴(木卫二)。据悉,在木卫二冰冷的表面下有一片液态水海洋,可能会在那里发现生命迹象。计划于2026年发射的蜻蜓探测器同样旨在寻找土星卫星泰坦(木卫六)上的生命迹象。
如果任务顺利进行,NASA科学家将可能实现两个最重要的目标,即确定冰巨星是如何形成的,和它们到底是由什么构成的。