在我成长的年代,太阳系有九大行星:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。到了1989年,所有这些行星都已被探索过……除了冥王星。尽管根据一些人的说法,它不再被归类为行星,但冥王星是外太阳系最大的天体之一,直到本周它仍然是个谜。
然而,“新视野号”飞掠冥王星标志着行星探索的终结。
“在我们这个时代,不会再有类似的任务了,” “新视野号”首席研究员艾伦·斯特恩(Alan Stern)在飞掠前几天说。“我们是唯一一支计划探索前沿行星的21世纪团队,而且没有人计划再次这样做。”
在过去的50年里,美国航天器已经访问了我们太阳系的每一个主要组成部分。明天的孩子们会知道第一次目睹一颗行星被揭开面貌是什么样的吗?在冥王星飞掠期间,美国宇航局科学任务理事会的约翰·格伦斯菲尔德(John Grunsfeld)提出,500年后,这个时期将被视为太空探索的黄金时代,类似于欧洲的地理大发现时代。“如今,我们的太阳系中几乎没有‘未知的领域’(terra incognita)了,”他说。
地球的探索并没有在欧洲人喊出“发现新大陆!”时停止,我们的太阳系探索也不会停止。它只是要换挡加速了。
将前沿推得更远
外太阳系是下一个前沿。在“新视野号”飞掠期间,科学家们一遍又一遍地重申了这一观点(尽管不可否认,这可能是一个有偏见的样本,因为对太阳系外层感兴趣的科学家可能更有可能参加冥王星的活动)。
随着主任务的结束,“新视野号”航天器可能会赢得额外的资金,去探索柯伊伯带的一个新天体——由岩石碎片组成的环状区域,这里是冥王星和许多其他冰冷矮行星的家园。
其他令人感兴趣的世界包括:木卫二(Europa),一个拥有巨大地下海洋的卫星;土卫二(Enceladus),它有喷发水、甲烷和氮气的间歇泉;以及阋神星(Eris),一个比冥王星更大的矮行星。
“有一种潜藏的情绪是,我们确实需要回到外太阳系,但这很困难,”非营利性大学天文学研究协会(Association of Universities for Research in Astronomy)的执行副总裁海蒂·哈默尔(Heidi Hammel)说。“我们现在正在努力确定能够使这些任务不再如此漫长、不再如此昂贵的技术。“新视野号”树立了标准。因此,我们希望借助“新视野号”的经验,我们能够尝试打开外太阳系的大门,以便我们能再次回到那里。”
“借助‘新视野号’的经验,我们能够尝试打开外太阳系的大门。”
美国宇航局行星科学部主任吉姆·格林(Jim Green)说,美国宇航局正在开发的旨在将人类送往火星的重型火箭“太空发射系统”(Space Launch System)将使探索新前沿变得容易得多。格林说,由于它是为承载巨大质量而设计的,因此向外太阳系发射一艘小型无人探测器将很容易。
例如,对于一次前往木卫二的任务,传统的利用其他行星引力加速航天器的方法需要大约八年才能到达。相比之下,格林说SLS将能够将其直接发送过去,只需两年。“这极大地打开了外太阳系。这样你就可以在一个十年内完成其中几项任务。”
填写细节
木卫二是寻找地球以外生命最有希望的地方之一。它拥有水、能源,以及生命的基本构成要素。我们之所以知道这些,部分原因是我们已经通过“伽利略号”(Galileo)的11次飞掠观测过它。
“它只被访问过一次,这就像一艘船出发,回来时说‘哇,我们看到了新的土地,但我们对它一无所知’,”约翰·格伦斯菲尔德(John Grunsfeld)告诉《流行科学》(Popular Science)。“现在我们要派出一个专门的任务去绘制它的地图,并告诉我们是否存在有机物。”
是时候派遣一些机器人版的刘易斯和克拉克,去深入探索我们刚刚瞥见的那些世界了。
美国宇航局计划在2020年代探索木卫二,以确定那里是否存在适合简单生命生长的条件。
正如探索美洲的脚步并未止步于海岸线一样,是时候派遣一些机器人版的刘易斯和克拉克,去深入探索我们刚刚瞥见的那些世界了。
“我们仍在完善内太阳系的细节,”格伦斯菲尔德说。“例如,我们只对金星进行了一次观测。有许多科学家希望重返金星,因为有迹象表明它可能仍然活跃。即使是火星地图仍在完善中。”
寻找新的探索行星
银河系中充满了围绕其他恒星运行的行星,相比之下,我们自己的8或9颗行星显得相形见绌。格伦斯菲尔德说,真正的边疆将在我们太阳系之外,而探索这一边疆的关键将是下一代太空望远镜。像“高清晰度太空望远镜”(High-Definition Space Telescope)或更大口径的望远镜将帮助我们追踪那些系外行星并了解它们是什么样的。
“原则上,它将能够开始绘制其他恒星周围行星的地图,”格伦斯菲尔德说。“不是详细的地图,但它将告诉我们光暗区域、海洋和大陆、极冠和云层,如果它们足够明亮且足够近的话。
“我之所以对发现和表征系外行星如此感兴趣,原因之一是找到一颗我们想去的行星。”
殖民
欧洲的探索不止于绘制地图,人们希望我们对太阳系的探索也不会止步于此。(希望我们在此过程中不会压迫任何有感知能力的生命。)
“我们将要离开地球,”格伦斯菲尔德说。“我们正非常努力地工作,让行星科学家们登陆火星表面,并继续前进。”
美国宇航局的首批载人火星任务计划于2030年代进行,而SpaceX的首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)曾多次表示,他计划退休到火星上。我们离实现这一目标还有很长的路要走,但将人类传播到其他世界可能是我们物种生存的关键。
“我们为了生存而探索,”吉姆·格林在冥王星飞掠期间说。“我坚信我们必须继续探索我们的太阳系。我们必须知道那里有什么。这对我们的物种思考其命运至关重要,我们的命运是否只在地球上?我认为它在太阳系中。”