 1989年8月25日，在加利福尼亚州帕萨迪纳市，NASA的喷气推进实验室正忙得不可开交。科学家、记者，甚至是真正的摇滚明星查克·贝里（Chuck Berry）都蜂拥而至，在任务控制中心纪念旅行者2号宇宙飞船前一晚在距离海王星北极不到5000公里的高空飞行的那一刻，这标志着旅行者2号宇宙飞船抵达距离海王星最近的地方。“这里的兴奋程度是我见过的最高的，”卡尔·萨根后来在CNN电视节目中说。 一年多来，随着宇宙飞船慢慢接近这个被认为是已知的太阳最外层行星，这种兴奋感一直在积聚。一天又一天，旅行者2号传回的图片让人兴奋不已——逐渐地把一团模糊的像素变成一个若隐若现的美丽的蓝色球体。“每一天，当一组新的图像下来的时候，对于这个星球就会有新的发现，”旅行者2号的成像科学团队成员海蒂·哈默尔（Heidi Hammel）说。从那时起，哈默尔的日志中就充满了她对这些照片的素描——还有“哇!”“天哪!以及在页边空白处潦草写下的其他感叹。每一张图片都展示了一个意想不到的充满活力的世界——一个富含甲烷的云层，比地球更大的猛烈风暴，以及太阳系中速度最快的行星风。甚至海王星的巨大冰冻卫星特里同也有间歇泉和其他令人惊讶的地质活动迹象。“每一天都是一次冒险，”哈默尔回忆道。“这是一个非凡的发现时期。” 但是旅行者2号要离开海王星继续在孤独中向前航行，就像它在1986飞过天王星一样。维吉尼亚大学的行星科学家Anne Verbiscer说：“我们对这些冷冰的行星系统的详细了解从那个时候开始就几乎冻结了，再也没有进步。”30年过去了，没有一个太空机构重返海王星或天王星，旅行者2号提出的关于每个行星的问题基本上都没有得到解答。 幸运的是，潮流可能很快就会转向。由于行星科学界重新燃起了兴趣，加上幸运的时间安排，第二次任务可能很快就会冲向那些寒冷而神秘的星球。 这并不是说科学家们不能在地球上研究天王星和海王星。相反，天文学家们经常把地面和轨道上的巨型望远镜的镜子对准太阳系的外围，观察那些遥远的行星。但在如此遥远的距离上，天王星和海王星都以极小的团块出现。因此，科学家已经采取了一些技巧，以更好地拍摄他们。科学家们将激光射入夜空以锐化图像；他们还在地球上进行实验，以更好地理解这些行星上存在的奇怪的冰。但这些努力还不够。SETI研究所的行星天文学家Mark Showalter说：“如果你在地球上，不可能像在外星真实环境中一样进行科学研究。” 问题是，到太阳系外侧的任务虽然可行，但远非易事，部分原因是它们至少需要10年的时间。“如果你能在两年内完成一项任务并将其发射，那就容易多了，”哈默尔说，他现在是华盛顿特区大学天文学研究协会的执行副主席。此外，远离太阳的航天器不能依靠太阳能，而是使用核燃料，如钚238，它提供稳定的热供应，使其成为黑暗航行的理想动力源。但是美国宇航局的这种放射性同位素库存并不够。幸运的是，这种中断没有持续多久。2011年，国会为美国能源部提供了资金，使其得以恢复为美国宇航局生产钚，并借此再次触及太阳系的地平线。 美国国家航空航天局的核复兴是一件好事。首先，毫无疑问，通过这30年的科学和技术发展，这一项任务将彻底改变我们对太阳系外层的理解。更重要的是，在本世纪20年代末，这些行星将被定位，这样一艘飞往海王星的宇宙飞船就可以从木星那里获得重力帮助，通过在这颗巨大的行星附近借力加速飞行，可以缩短数年的旅行时间。最后，在2050年之前到达天王星，以便第一次看到它的北半球。（当旅行者2号飞过天王星时，只有天王星的南半球被照亮）“我对此充满希望，因为这给NASA带来了更大的压力，”喷气推进实验室的行星科学家马克·霍夫斯塔德（Mark Hofstadter）说。“但在我的内心深处，有一种担心，如果我们错过了它，我就会错过这条船。”霍夫斯塔德今年56岁，因此，如果任务在本世纪30年代末到达这颗冰巨星，他将在70多岁左右。对他和其他许多即将退休的行星科学家来说，这个任务将是苦乐参半的。汉森说：“我喜欢开玩笑说，到那里的时候，他们得给我预订一张摇椅和一块流着口水的抹布。” 开普勒太空望远镜（Kepler space telescope）最近的发现进一步推动了人们再次造访太阳系的冰巨行星的热情。基于开普勒对银河系其他行星系统的调查，科学家们现在几乎可以肯定，与岩石行星和气体行星相比，冰巨行星是银河系中最常见的行星。如果不深入了解银河系中这些数量最丰富的居民，我们对世界如何诞生、进化和消亡的理解将是不完整、可悲的。然而，这些冰巨行星与我们许多最可靠的行星形成模型相悖，这些模型表明，这些行星应该已经成长为与木星类似的成熟的气态巨行星——只是它们没有，科学家也不确定原因。此外，科学家们认为水以冰的形式构成了一个典型的冰巨星的大部分内部结构（因此得名），但是关于这个关键细节的准确性仍然难以确定。“我们对天王星和海王星所知甚少，要真正了解系外行星并将它们置于背景之中，我们真的需要回过头来继续完成冰巨星的探索工作，”研究系外行星的美国宇航局艾姆斯研究中心（NASA Ames Research Center）行星科学家马克·马利（Mark Marley）说。 马利说，正因为如此，系外行星群落才有了广泛的支持。即使是最近的行星科学十年调查（一份决定NASA未来十年探索重点的报告）也将前往冰巨星的任务排在第三位，之前的任务是从火星和木星的卫星木卫二返回样本。鉴于这两项排名较高的任务目前正在顺利进行，前往冰巨人的航行可能会成为NASA下一个目标清单的首要任务。已经有科学家发表了一份研究报告，呼吁向外太阳系发射两颗独立的探测器，从而为定于本世纪20年代初进行的下一项为期十年的调查提供信息。其中一颗将飞越天王星，扫过其复杂的磁场，并有可能将探测器抛入该行星的大气层，然后离开天王星，探索距离太阳更远的更小的冰冻天体。另一颗将绕海王星轨道运行，研究这颗行星和神秘的间歇泉。 “当然，我们面临的挑战是，在我们的太阳系中有许多美妙的地方可以去，”哈默尔说，她承认自己有偏见。“但是我不想再回到火星了。我不想再去金星了。我不想去另一颗彗星。我爱他们，他们是伟大的科学。但是神秘在哪里呢？未知在哪里？没有宇宙飞船我们无法解决的巨大问号在哪里？对我来说，那就是天王星和海王星。” |
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