陈蓝:外太阳系探索列入航天白皮书,中国将成新玩家

旅行者2号。来源:NASA

未来十年,美国将继续发挥它在外太阳系的统治力。但欧洲和中国将对此发起挑战。

NASA计划的两个外太阳系探测任务已经正式立项。一个是“欧罗巴快帆”木星轨道器,属于约十年一次、预算超10亿美元的旗舰级任务。它将多次近距离飞掠木卫二(欧罗巴),重点探测其冰下海洋的生命迹象。它预期2024年发射,2030年到达。另一个是计划于2027年发射的“蜻蜓”土卫六(泰坦)着陆器/直升机。它属于约5年一次、预算5-10亿美元的新疆界级任务。这个项目非常惊艳。这架三米长的核动力四轴直升机计划在两年半中飞行20次,航程达180公里。更远期,NASA还有一个木卫二登陆器计划,很有希望成为下一个旗舰级任务。土卫六和木卫二是科学家认为太阳系内最有可能存在生命的星球。这几个任务的目的都是寻找生命。

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欧罗巴快帆。来源:NASA

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土卫六直升机。来源:NASA

和美国一样,计划于明年发射、欧洲第一个独立的外太阳系任务——“木星冰月探测器”(JUICE)目标也是寻找生命。它将先进入木星轨道,然后近距离飞掠木卫二、木卫三和木卫四,最终进入围绕木卫三的轨道。木卫三是太阳系中最大的卫星,也是唯一拥有磁场的卫星。它的冰盖下有一片海洋。

这使得它也具备了生命存在的必要条件。如果成功,它不仅将打破美国在外太阳系的垄断,其风头很可能会盖过稍后到达木星的美国“欧罗巴快帆”,因为木星冰月探测器将会是太阳系内第一个围绕地外卫星运转的人类探测器。

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木星冰月探测器。来源:ESA

而中国的木星探测任务发射时间稍晚,预计在2029年左右。按照最新论文,中国木星探测器有两个可选方案:第一方案是木卫四环绕器(JCO, Jupiter Callisto Orbiter)将进入木卫四轨道并投放着陆器;第二方案是木星系观测器(JSO, Jupiter System Observer)将先靠近木卫一,观察其火山和地质活动,最终将停留在木日拉格朗日点长期观测木星系统。探测器的最终方案尚未选定,但肯定会采用核能供电和电推系统。这个探测器的技术难度和技术水平和美欧探测器在同一级别。中国有机会成为第一个软着陆木卫的国家。如果成功,我们可以自信地说,我们已经赶上了美国。