航空航天局計劃發射軌道飛行器探索天王星，天王星衛星或被選擇

旅行者二號在1986年拍攝的一張天衛一照片

（照片來源：航空航天局/宇航局噴氣推進實驗室）

天王星本身就很奇特，它側躺著自轉，而且磁場傾斜。因此，它的衛星可能更加奇特。

去年（2022年）早些時候，國家科學院、工程院和醫學院提議，行星科學領域的下一個旗艦任務（可能耗資40億美元）應該前往天王星，在21世紀30年代發射。這一任務將是繼旅行者2號1986年飛越天王星之后第二個聚焦于天王星的任務；任務中發射的航天器也將是第一個在天王星附近長期停留的航天器。盡管探測和研究天王星這個冰巨人的大氣層和內部將是該任務的關鍵優先事項，但還有更多的內容。

“單論我們可以利用軌道飛行器和探測器進行探究的天王星上的科學問題，就已經很多了，”加利福尼亞州搜尋地外文明研究所的行星科學家理查德·卡特賴特在2022年10月早些時候舉行的天文學會行星科學分會年會上發表演講時提到，“而我只關注衛星——具體來說，就是那五個大衛星。”

總的來說，天王星有27顆已知的衛星。離天王星最近的是內側衛星，卡特賴特指出，這些衛星構成了太陽系中最密集的衛星系統，可能正在與天王星行星環進行物質交換。宇航局稱，距離天王星270萬英里（430萬公里）以外的軌道上運行著的是不規則衛星（它們的軌道面不平行于中心行星赤道面），而且它們的運行軌道與天王星方向相反，因此可能是被捕獲的小行星。

“關于這些不規則衛星的起源還有許多懸而未決的問題，”卡特賴特這么說，他指出任務人員可以安排航天器在接近天王星時飛過其中一顆，“我們對這些家伙知之甚少?！?/p>

但剩下的五顆衛星，也就是被稱為“經典衛星”的那些，是航天器可以真正大顯身手的地方。早在1950年，天文學家已經從地球上發現了這些足夠大的衛星。

即便是這五顆衛星中最小、也是最后一顆被發現的米蘭達（寬約 310 英里，即500 公里），也包含著天王星衛星的奧秘?！懊滋m達真的很奇怪，”卡特賴特說。

旅行者2號拍攝的天王星衛星米蘭達的照片。

（照片來源：航空航天局/宇航局噴氣推進實驗室）

他指出，旅行者2號飛越米蘭達時拍攝的圖像展現了該衛星難以解讀的地質特征。據國家航空航天局所說，米蘭達這顆衛星上存在深度是地球上科羅拉多大峽谷（平均深度1300多米，最深處2000米）12倍的峽谷，而且衛星表面異常厚實。米蘭達上存在三個巨大的冕狀物（一種地表特征），與科學家們所見過的任何其他地方都不一樣，而且還可能有噴發泥濘冰“巖漿”的火山。

卡特賴特還說：“有一些隕石坑看起來像是被什么東西填平了，還有一些隕石坑看起來并沒有被填平，而在很多情況下，這些隕石坑都是緊挨著的?！币虼?，在米蘭達的地質歷史上發生過非常有趣的事情，也許甚至是多次發生。

米蘭達可能是這些經典衛星中最奇特的一個，而它的同伴們則不一樣。

天衛一艾瑞爾的表面似乎是最年輕的。天衛二烏姆柏里厄爾的表面則最古老，也最暗。旅行者 2 號幾乎沒有拍攝到烏姆柏里厄爾和最大的兩顆衛星——天衛三泰坦尼婭和天衛四奧伯龍，但最大的這四顆衛星點的冰殼下都可能埋藏著海洋，甚至可能向太空噴出水柱。

“顯然，我們需要所拍攝的照片更好地覆蓋這些衛星，”卡特賴特特別提到了衛星的北半球，旅行者2號當時根本無法拍攝到。此外，旅行者 2 號實際上只拍到了一張衛星南半球春季的快照。

卡特賴特所設想的在這些衛星上將開展的大部分工作都可以用天王星軌道飛行器肯定會攜帶的儀器來完成，比如相機。但他也鼓勵任務規劃者考慮增加一個宇宙塵埃分析儀，這樣可以根據重量來識別化合物，對了解天王星的衛星特別有價值。

“我們實際上可以收集從這些衛星表面噴射出來的物質，也就是塵粒，然后用宇宙塵埃分析儀進行掃描，分析其成分特征?！笨ㄌ刭囂剡@么說。

現在還有時間為航天器設計儀器。國家航空航天局表示，他們可能會在未來一年內（2023年）開始對飛行任務進行早期研究。當然，卡特賴特督促科學家們不要磨蹭。

“我們必須盡快開始這項任務，才能在窗口期獲得木星引力的幫助，在2030年至2034年之間利用它們，從而我們能在2050年天王星系統轉回南半球春季之前更快地到達我們的目標——天王星。”

BY:Meghan Bartels

FY: 雨上蕭

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來源: 天文在線