我国的海王星探测详细计划,最早2030年,将拜访最遥远行星
简介:海王星的探测,也不是说去就能去的。 正如火星探测有窗口期一样,海王星的探测也有属于它的窗口期。 (图片说明:旅行者2号是唯一拜访过海王星的探测器) 由于距离太远,我们必须要想办法加快探测器的飞行速度,另外还要尽量节省能源。 这看似矛盾,但也有两全其美的解决方案,那就是引力弹弓效应。 借助其他行星的引力,给探测器加速,就能够完美
海王星的探测,也不是说去就能去的。
正如火星探测有窗口期一样,海王星的探测也有属于它的窗口期。
(图片说明:旅行者2号是唯一拜访过海王星的探测器)
由于距离太远,我们必须要想办法加快探测器的飞行速度,另外还要尽量节省能源。
这看似矛盾,但也有两全其美的解决方案,那就是引力弹弓效应。
借助其他行星的引力,给探测器加速,就能够完美地使其在节约能源的同时更快地抵达目的地。
在探测海王星的路上,借助木星的引力弹弓效应,是最好的办法。
地球的公转周期是一年,木星的公转周期约为11.86年,海王星的公转周期则是164.8年。
三者需要达到比较完美的相对位置,我们的探测器才能路过木星,坐上顺风车,这就是海王星的探测窗口期。
这个窗口期,在2030年左右会到来。
一旦错过,至少要等到2041年了……
(图片说明:2040年前太阳系天体的相对位置变化)
如果我们能够赶上最近的窗口期,那么就需要在2030年发射探测器。
经过3年左右的时间,探测器经由地木转移轨道抵达木星,通过木星引力的加速效果,进入到木星-海王星转移轨道,再用6年左右的时间来到海王星的轨道附近。
在轨道末端,探测器通过减速和速度矢量调节,被海王星引力捕获,展开对海王星的探索。
那么,历尽千辛万苦、跋山涉水来到海王星的探测器,将会进行哪些探索呢?
探测目标(图片说明:海王星艺术图)
此前,美国宇航局也宣布过他们预想中海王星探测任务的几个主要目标,那就是行星环、卫星、大气和磁层。
科学家们的研究,在很多方面都是有共识的,所以我国在海王星探测目标方面,其实也和美国方面差不多。
当然了,如果要细说,还是有些不同的,具体如下:
海王星成分&结构虽然我们对海王星的成分和结构已经有所了解了,但这也是基于32年前的探测结果,科学家们希望能够对这些属性进行更加精确的探测和分析。
这不仅是我们了解这颗行星的基础,也有助于科学家了解太阳系的早期历史。
另外,海王星的表面温度比理论值要更高,意味着海王星内部有热源,这也是科学家想要破解的谜题。
(图片说明:海王星高空云带)
海王星的磁层&电离层海王星的等效磁轴非常特殊,偏离自转轴达47°,且偏离海王星核心达0.55个行星半径,也就是大约13500公里,足以放下一个地球。
海王星磁层内部的等离子体传输过程、抵御太阳辐射的磁层顶,都是困扰科学家多年的问题。
海王星的大气也很诡异,拥有着太阳系最高的风速,以及足以装下一个地球的巨大风暴——大暗斑。
它的大气里有什么样的凝结云?大气层下的海王星本体有多快的自转速度?这些问题都是在地球上所无法得知的。
(图片说明:海王星大暗斑)
海王星卫星&行星环海王星有14颗已知的天然卫星,其中最值得注意的就是海卫一了。
对于一些天文学家来说,海卫一就是太阳系最诡异的卫星。
它的公转方向和海王星自转方向相反,也就是所谓的逆行卫星,这意味着它不是和海王星一起形成的。
它的地质结构非常年轻,表面看上去就像是一个哈密瓜。
而且,海卫一表面经常会有火山喷发,但喷射出来的不是岩浆,而是冰。
和其他气体行星一样,海王星也有行星环。
由于比较暗淡,海王星环一直到旅行者2号近距离飞掠时才被发现。
这个行星环的存在模式也非常奇怪,科学家们希望能够通过近距离探测来破解这些谜题
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