上篇介绍了NASA的深空探测三大梯队(发现、新疆界、旗舰……盘点NASA深空探测三大梯队),这篇我们继续讲讲NASA近日公布的下一届“发现”级项目(DiscoveryProgram)四个候选任务[1]里的海卫一飞掠任务——三叉戟TRIDENT。
01遥远而奇特的海卫一
年10月10日,仅仅在德国天文学家约翰·伽勒(JohannGalle)发现海王星的17天后,英国天文学家威廉·拉塞尔(WilliamLassell)发现了海王星最大的卫星——直径公里的海卫一(Triton)。
在太阳系的所有大卫星里,海卫一其实挺特别的。
海卫一的轨道面不在海王星的赤道面上,两者夹角高达23度,而且…海卫一还是逆行的,也就是说,它的公转方向和海王星的自转方向相反——这些都让天文学家们怀疑,海卫一并不是海王星亲生的,而是从柯伊伯带天体里捕获来的[3]。然而,正如我们曾经介绍过的木星和土星卫星那样,通常只有个头很小的不规则卫星才会这样,但海卫一又完全不是——它个头很大,直径大约是地球的五分之一,比冥王星还大一点。也就是说,如果海卫一真的来自柯伊伯带,那它不仅可能保留着柯伊伯带天体化学成分,还能体现了被海王星的潮汐加热所塑造的地质特征,还可能是太阳系里最大的一颗捕获卫星。
海卫一相对于海王星的轨道。来源:维基02惊鸿一瞥,犹抱琵琶半遮面
然而,直到年8月25日,人类才第一次近距离看到了这颗卫星表面的样子。这一天,跋涉了12年的旅行者2号探测器,终于迎来了和海王星短暂的擦肩而过——飞掠了海王星,也飞掠了海卫一。
01:13行星科学家PaulSchenk用旅行者2号拍摄的影像重建了当时飞掠海卫一的场景。来源:NASA/JPL-Caltech/LunarPlanetaryInstitute[2]
然而,这个短暂的擦肩而过,只让旅行者2号看到了海卫一的半面。由于海卫一的自转很慢(近6天才能自转一周),而旅行者号是飞掠任务,无法停留,所以无奈错过了海卫一当时处于夜半球的那半面(北半球的大部分区域)。
海卫一地质图(左)和全球地图(右),北半球大部分是空白的。来源:AntonioCiccolella和LPI
但仅仅半面之缘,海卫一的活跃已经让人印象深刻。在海卫一这颗距离太阳如此遥远的冰卫星上,旅行者2号短暂的一瞥就发现了至少4处间歇泉一般的喷发,喷出的暗色物质羽流(plume)高达8公里[3]——海卫一和我们所熟知的木卫二、土卫二这样的卫星上一样,可能有地下次表层海洋,可能产生有机物,可能…具备孕育生命的条件。
海卫一上的暗色物质喷发。来源:NASA一晃眼,旅行者2号之后又三十多年过去了,人类再也没有派探测器前往过天王星、海王星和它们的卫星。于是直到现在,我们依然不知道海卫一神秘的另外半面长什么样,也不知道海卫一的表面到底有多么活跃,地下到底有没有海洋…
03三叉戟任务TRIDENT
这些正是三叉戟任务TRIDENT的目标(trident是希腊和罗马神话中海神波塞冬/尼普顿的武器三叉戟),它计划于年发射,通过地球、金星、地球、地球、木星的多次引力助推之后,最终于年飞掠海王星和海卫一,带着更先进的科学仪器,继续30多年前旅行者2号未完成的探测。
不过,愿望虽然美好,现实也不可忽略。目前看来,三叉戟任务TRIDENT不管是任务的复杂度、所需的探测周期还是预算,都似乎超过了Discovery项目的能力范畴,但如果强行压缩开支、精简探测内容来让这个项目上马,最后仅仅是飞掠一次,似乎也对不起途中十几年的跋涉和等待。经费和探测内容之间的取舍权衡,还要看NASA的判断了。
但不管TRIDENT任务是否获批这次Discovery项目(结果将在年揭晓),海卫一这样一颗星球,值得一个环绕甚至着陆任务来长期探测,也值得“新疆界”级甚至更高等级的投入。
04参考
[1]NASA
NASASelectsFourPossibleMissionstoStudytheSecretsoftheSolarSystem