旅行者2号拍摄到的天王星（左）和海王星。图片来源：NASA

本报讯 行星科学家正蓄势待发，准备向太阳系中距离最远、探索最少的行星——天王星或海王星发起挑战。

一直以来，科学家对这些被称为冰巨星的蓝青色行星知之甚少，这些行星甚至只被宇宙飞船造访过一次。但科学家希望利用即将到来的行星连珠机会——这将大大缩短飞行时间，尽管在未来10年组织这样一次探索任务的压力很大。

美国宇航局（NASA）戈达德太空飞行中心行星科学家Amy Simon说，人们对这些冰巨星的兴趣呈指数级增长。《自然》报道称，Simon等人在英国伦敦皇家学会组织了一次会议，专门探讨此类任务。

目前，NASA的旅行者2号是唯一一艘曾拜访过天王星和海王星的宇宙飞船。20世纪80年代，旅行者2号曾飞掠这两颗行星。Simon表示，这类冰巨星探索涉及许多新领域——行星环、大气、卫星和海洋研究。

罕见的海王星、天王星和木星对齐将在本世纪30年代早期再次出现，届时一艘宇宙飞船可以在飞往冰巨星的途中弹射环绕木星飞行。这将减少航行时间，并使飞船在其仪器和动力系统的寿命（通常15年）内到达目的地。它还将减少所需的燃料质量，使飞船能够携带全套科学仪器。

利用这次机会，海王星探索任务将在2031年前后发射，而天王星任务将在2030年中期发射。

加州帕萨迪纳喷气推进实验室行星科学家Mark Hofstadter在伦敦会议上说，这个窗口是发射的正确时机，“我们不想错过这个机会”，但时间紧迫。

这些任务通常需要7至10年的准备时间，NASA能否为它们开绿灯将取决于该机构在2022年发布的《行星科学十年调查》中对该任务的优先排序。海王星或天王星项目还将面临从火星返回样本和金星探索任务的竞争。

莱斯特大学行星科学家Leigh Fletcher说，火星和金星任务建立在几十年的探索基础上，而“天王星和海王星是真正独立的，因为我们还没有完成探索的第一阶段”。他也是这次会议的组织者之一。

Fletcher说，天王星和海王星探索任务应该包括进入围绕轨道，并向其大气层或其中一颗卫星发射至少一个探测器，就像NASA和欧洲空间局（ESA）联合执行的卡西尼—惠更斯号在土星所做的那样。

科学家认为天王星和海王星就像孪生兄弟，因为它们的大小和质量相似。但瑞士苏黎世大学行星科学家Ravit Helled在会议上说，没人知道它们有多相似、由什么组成，以及是如何形成的。模型很难解释这些行星的内部结构，或者为什么距离较远的海王星似乎比天王星更温暖。每个人都认为它们是由水或者氨冰构成的，Helled说，“但实际上我们并不知道”。

布里斯托尔大学系外行星科学家Hannah Wakeford表示，前往这类冰巨星有利于系外行星研究。已知的系外行星中大约有40%是冰巨星。

与会代表一致认为，他们很乐意访问这两颗行星中的任何一个，因为这都将产生丰富的成果。虽然研究表明，发射一个探测器到两颗行星是可行的，但毕竟耗资巨大。

因此，有科学家认为，海王星很有吸引力，因为海卫一似乎在地质上很活跃，可能拥有一个地下海洋，有液态水。但Hofstadter说，天王星具有比海王星更多的“古怪”特征，这对现有的科学模型构成了挑战。而Fletcher认为，发射窗口使探索这颗行星成为一个更现实的目标。（鲁亦）