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NASA:是時候回海王星了

海王星及其衛星海衛一。(ESO)
海王星及其衛星海衛一。(ESO)

編譯/笛睿
派遣一個太空探測器到海王星及其衛星海衛一(Triton)附近近距離地觀察它們,是NASA(美國國家航空暨太空總署)在斟酌的四個項目之一。

三十年前,航海家2號(Voyager 2)飛船曾經飛越海王星一次,也是人類至今唯一一次在距離海王星最近的地方拍攝過一些照片。

這不僅沒能回答對海王星的疑惑,反而提出了更多的問題,讓科學家對這個巨大的氣態行星更加地好奇。

海王星的天文符號是希臘神話中海神波塞頓使用的三叉戟,這個新項目的名字就叫「三叉戟」(Trident)。

「海衛一從來就是太陽系裡最令人興奮和感到好奇的天體。」月球與行星研究所所長普羅克特(Louise Prockter)說,「我一直對航海家2號拍攝的照片很著迷,它們看起來古怪、瘋狂、讓人琢磨不透。」

這個項目計畫2026年出發,充分利用木星、海王星和海衛一在2038年排成一條直線的難得機會。

這個探測器將分別飛越地球、金星和木星,藉助它們的引力飛行,逐漸靠近海王星,最後同樣借力海王星的引力,再飛越海衛一。很可惜的是,這個項目既不包括軌道探測器,也沒有登陸探測器。

儘管只是一次近距離飛越,這個探測器的路線設計將保證它也能繪製海衛一的整個地貌,它將在距離海衛一地表近500公里的地方飛過,將剛好觸及海衛一那稀薄的大氣。

Trident項目的設計師弗雷澤(William Frazier)說:「這個項目的設計師很出色,他們有著太陽系內飛越事件13年的經驗,我們有信心,這個探測器將穿過海衛一上層大氣的邊緣——這太不可思議了。」

海衛一幾個古怪的特點

航海家2號1989年經過的時候,發現海衛一的一些怪異的特點,至今沒有答案。比如,海衛一地表氮氣和塵埃的噴流,可抵達8公里的高度。看到地表一些勉強可辨識的撞擊坑,但是表面似乎經過了大量的覆蓋和變化,還看到山脊、溝壑、凸起的大石塊、平原和高原等各種地貌錯綜複雜,可是,每種地形範圍都不超過1公里。

除了地表的情況,科學家對海衛一內部的情況也略知一二,不過都需要通過近距離觀測加以證實。

科學家認為海衛一也像地球一樣,有著分層的內部結構,也有地殼、地幔和地核。海衛一的地幔可能是由液態水組成,地核可能具有放射性物質,使地幔的水層是溫熱狀態。

海衛一另一個更古怪的特點是,它繞行海王星的方向,與海王星自轉的方向是相反的。這是太陽系內唯一一個有如此特性的大個的衛星。科學家推測,這很可能說明海衛一是來自柯伊伯帶的天體,被海王星的引力捕獲後成為它的衛星,不是海王星「本地產」的衛星。此外,相對海王星來說,海衛一側傾嚴重,大約呈23度。

它的大氣層也不尋常。海衛一有著稀薄的大氣層,主要由氮氣構成,只有少量的一氧化碳和甲烷。科學家推測這些氣體從地表固態氮氣融化而來。此外這顆衛星的電離層充滿了正電粒子,比任何其他衛星的活躍度高10倍。

活躍的電離層是海衛一最神祕的特點之一。一般來說,這種情況是太陽造成的,可是海衛一距離太陽很遠——是地球與太陽距離的30倍。因此,一定還有其他因素造成這個特點。

四選一的機會

NASA在考慮的幾個項目包括,研究金星的大氣、觀察木衛一(Io)上面的火山活動、繪製金星地貌研究其地理特性,以及這個探索海王星及海衛一的項目。

按照計畫,NASA將在2021年夏季之前在這四個項目中選出兩個入圍,或者確定最終勝出的項目。

Trident項目提案把對於海衛一的諸多不解之謎,部分歸咎於航海家2號上一次「最接近」海衛一的飛越點,距離它4萬公里之遙。因此,該提案說,這次要靠得更近些,才能揭開這顆神祕衛星的面紗。◇