藝術(shù)家對(duì)海王星及其最大衛(wèi)星海衛(wèi)一的描繪。(圖片來源:uux.cn/美國(guó)宇航局GSFC/丹·加拉格爾)
（神秘的星最星地球uux.cn）據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)（保羅·薩特）：唯一訪問海王星的航天器是旅行者2號(hào)探測(cè)器，它在20世紀(jì)80年代歷史性的衛(wèi)星飛越外太陽系期間，在這個(gè)神秘世界附近度過了寶貴的宇宙幾分鐘。從那次任務(wù)開始到現(xiàn)在已經(jīng)40多年了。飛船雖然世界各地的進(jìn)入太空機(jī)構(gòu)在此后的幾十年里已經(jīng)開發(fā)了幾十個(gè)探測(cè)器、著陸器和漫游者，該行軌道但沒有一個(gè)訪問過太陽系的海王最外層行星，更不用說繞它運(yùn)行了。星最星
行星科學(xué)家長(zhǎng)期以來一直對(duì)重返海王星感興趣，衛(wèi)星但這顆行星太遙遠(yuǎn)了，宇宙軌道飛行器或著陸器任務(wù)幾乎是飛船不可能的。雖然新視野號(hào)飛船已經(jīng)訪問了矮行星冥王星，進(jìn)入但那只是該行軌道一次短暫的飛越任務(wù)。到目前為止，海王我們發(fā)送的最遠(yuǎn)的軌道飛行器已經(jīng)到達(dá)了土星。
海王星如此遙遠(yuǎn)以至于難以理解:它離太陽的距離大約是地球的30倍。具體來說，木星離太陽的距離僅僅是地球的五倍。軌道飛行器到達(dá)木星需要數(shù)年時(shí)間，而海王星要遠(yuǎn)五倍。雖然旅行者2號(hào)花了12年時(shí)間飛越海王星，但它沒有停下來，這是一個(gè)非常不同的任務(wù)剖面。2014年，新視野號(hào)從大約24.5億英里(39.6億公里)的距離飛過海王星和它的衛(wèi)星海衛(wèi)一，但也只是掠過這顆行星。將航天器放置在環(huán)繞地球的軌道上是一件完全不同的事情，用目前的技術(shù)仍然不可行。
重返海王星任務(wù)的一個(gè)問題是，只專注于那個(gè)世界的飛越不會(huì)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。如果沒有20世紀(jì)70年代和80年代的幸運(yùn)對(duì)準(zhǔn)，我們將不得不花費(fèi)更多的燃料向那個(gè)方向發(fā)送探測(cè)器，并且我們不會(huì)比幾十年前獲得更多的科學(xué)研究。
成功飛越任務(wù)后的下一個(gè)合理步驟是軌道飛行器，但與海王星的極端距離帶來了重大挑戰(zhàn)。我們沒有明確的方法將一個(gè)足夠大的軌道飛行器拖到海王星系統(tǒng)，攜帶足夠的燃料讓它減速，并在合理的短時(shí)間內(nèi)完成這一切。
然而，研究人員分享了一個(gè)如何克服這些挑戰(zhàn)的激進(jìn)新思路:利用海王星最大的衛(wèi)星Triton的稀薄大氣來捕獲航天器。
美國(guó)宇航局的旅行者2號(hào)飛船捕捉到了海衛(wèi)一南極地區(qū)冰面上可見間歇泉產(chǎn)生的黑色條紋。(圖片來源:uux.cn/美國(guó)宇航局/JPL)
在預(yù)印本數(shù)據(jù)庫arXiv中出現(xiàn)的一篇論文中，研究人員指出，2022年，美國(guó)宇航局成功完成了一種充氣減速器(LOFTID)的近地軌道飛行測(cè)試。該計(jì)劃的目標(biāo)是開發(fā)一種充氣式防護(hù)罩，以在航天器穿過地球大氣層下降時(shí)保護(hù)航天器，并減緩航天器的速度，使其不會(huì)在著陸時(shí)墜毀。
研究人員提議將未來的海王星軌道飛行器瞄準(zhǔn)海衛(wèi)一，并使用一種類似LOFTID的裝置，稱為aeroshell，來減緩航天器的速度。他們發(fā)現(xiàn)，盡管海衛(wèi)一的大氣壓力不到地球大氣的1/70，000，但它足以使航天器減速，并使其進(jìn)入海王星周圍的捕獲軌道。此外，他們可以改變大氣層的角度來調(diào)整軌道器的排列，并微調(diào)路線，使其進(jìn)入完美的軌道。
為了使它正確，軌道飛行器必須低至距離海衛(wèi)一表面6英里(10公里)的高度。這并不比典型的洲際飛行高多少，但因?yàn)門riton沒有任何非常大的山脈(已知的最高山峰只有一千米高)，所以與地表發(fā)生災(zāi)難性碰撞的風(fēng)險(xiǎn)很小。
類似的想法已經(jīng)被提出，用一個(gè)空氣殼插入一個(gè)圍繞土星的軌道飛行器，使用它的衛(wèi)星土衛(wèi)六，但是土衛(wèi)六有更厚的大氣層，使這項(xiàng)工作容易得多。盡管海衛(wèi)一的大氣層非常稀薄，但該衛(wèi)星距離海王星相對(duì)較遠(yuǎn)，這意味著航天器不會(huì)以同樣快的速度行駛，也不會(huì)為了被捕獲而降低速度。
研究人員估計(jì)，使用這種aeroshell技術(shù)，前往海王星的任務(wù)可能只需要15年，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于當(dāng)前任何其他任務(wù)想法所允許的時(shí)間。按照目前的方法，軌道飛行器將需要攜帶如此多的燃料用于在海王星減速，以至于它永遠(yuǎn)無法達(dá)到高速度，從而使旅程變得極其漫長(zhǎng)。
這個(gè)計(jì)劃還有一個(gè)好處:它將讓我們近距離觀察海衛(wèi)一，它是太陽系中最奇怪的物體之一，很可能是一個(gè)被捕獲的柯伊伯帶物體。我們可以從離地面只有幾公里的有利位置看到這個(gè)奇怪的世界，從而帶來一些額外的科學(xué)知識(shí)。
作者:綜合
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