美國深空探測計劃“新疆界”下一步：盯上彗星和土衞六-觀科技

你或許沒聽説過“新疆界”計劃，但是“新視野”號冥王星探測器和“朱諾”號木星探測器的新聞你至少聽説過。這兩個都是“新疆界”計劃已經實施的任務，現在，下一個任務要來了。

NASA官網截圖

11月20日，美國國家航空航天局(NASA)宣佈，“新疆界”計劃（New Frontiers Program）的第四個深空探測項目，將從“67P/丘留莫夫－格拉西緬科”彗星或土星的衞星土衞六（又稱泰坦）中選擇。

為此，NASA將資助簡稱為“凱撒”（Caesar）和“蜻蜓”（Dragonfly）的兩個概念研究，分別探討在彗星67P/丘留莫夫—格拉西緬科上進行生物學探測並取樣返回，以及探索土衞六地下海洋的宜居程度。

“新疆界”計劃是NASA 中等規模的深空探測任務，主要致力於對太陽系的一系列天體進行無人探測。

“凱撒”計劃全稱“返回彗星天體生物學探索樣本”（Comet Astrobiology Exploration Sample Return），計劃從彗星核取樣，然後送回地球進行分析，以確定它的起源和歷史。此前，歐洲空間局  （ESA）的“羅塞塔”號彗星探測器曾成功到訪，“菲萊”着陸器也成功投放，成績斐然。

“凱撒”項目想象圖。（圖片來源：NASA）

“蜻蜓”則是一個無人機旋翼飛行器，擬在土衞六數十處地點探索有機化學成分和宜居程度。土衞六是土星最大的衞星，其表層下被認為有具備生命存活條件的海洋世界。

“蜻蜓”項目想象圖（圖片來源：NASA）

按計劃，NASA將資助這兩個方案在未來一年內進行概念研究，每個方案投資400萬美元。2019年春，選擇其中一個方案進入研製階段，並最終在2025年左右發射，項目總成本不超過8.5億美元。如果加上運送航天器離開地面的火箭成本，總成本將會達到 10 億美元。

根據方案設計，“凱撒”可以從彗星中提取至少 100 克物質，能夠將容易蒸發的揮發物從更為堅固的物質中分離出來。航天器隨後將會返回地球，並將樣本放入囊狀容器中。

“凱撒”項目將會在 67P 彗星收集樣本，然後帶回地球進行科學研究，歐洲航天局的羅塞塔號航天器曾經探測過該彗星。（圖片版權來源：ESA）

而“蜻蜓”項目將會跟進9月結束的“卡西尼-惠更斯號”號探測器的觀察成果：由歐空局發射的“惠更斯號”探測器於 2005 年在土衞六着陸，而“卡西尼”軌道器在土星周圍的軌道上運行的 13 年裏，曾多次經過土衞六。“蜻蜓”探測器將依靠的鈈元素驅動，將會使用最新的無人飛行器技術。

土星在其最大衞星泰坦面前形成的光環（圖片來源：NASA）

NASA下一步探索太陽系的新項目，曾收到12個提案，包括六大任務主題，分別是彗星表面取樣返回、月球南極艾特肯盆地取樣返回、探索土衞六或土衞二（又稱恩克拉多斯）水世界、土星探測、木星特洛伊小行星羣探測，以及金星內層探測等。

此次除“凱撒”和“蜻蜓”外，NASA還宣佈，“土星生命特徵和可居住性”和“金星原位成分調查”兩個方案也將獲得技術發展資金支持，為將來的任務競賽做準備。NASA行星科學處處長吉姆·格林説：“之所以選定這兩項任務，只因其能帶動頂尖的行星科學研究。”

按照任務規模，美國航天局規劃三類深空探索任務，分別是小型的“發現”任務、中型的“新疆界”和大型的“旗艦”任務。“洞察”號火星無人着陸探測器等屬於“發現”任務，而“卡西尼”探測器和“好奇”號火星車等屬於“旗艦”任務。

“新疆界”計劃已經實施了三個任務，其一是2006年發射的“新視野”號探測器，它於2015年飛掠過冥王星，目前正飛向太陽系邊緣柯伊伯帶外層的目標天體；其二是2011年發射的“朱諾”號木星探測器，已在2016年進入木星軌道；其三是去年發射的“奧西里斯－REx”探測器，將飛到貝努小行星採樣並返回地球。

今年3月21日，美國總統特朗普批准就任的第一份航天預算法案，NASA在2017財年的預算為195億美元，比2016財年多出2億美元。

這份57頁的法案開篇便提出，美國航天的總體目標是要繼續與其國際、學術及行業夥伴一道，“把人類觸角拓展至深空，包括月地空間、月球、火星表面與其衞星以及更遠的地方”，承諾繼續發展“獵户座”飛船、大推力火箭“太空發射系統”以及詹姆斯·韋伯太空望遠鏡、廣域紅外巡天望遠鏡、木星衞星歐羅巴探測項目等。

在近地軌道方面，此法案確認將支持國際空間站工作到至少2024年，以及繼續支持發展美國商業貨運與載人航天，從而結束美國對俄羅斯載人航天的依賴。

在深空探索方面，法案提出美國航天局的長期目標是“拓展人類在近地軌道之外的永久存在”，包括“在另一個天體上建立潛在的人類棲息地”及發展“繁榮的21世紀太空經濟”。

觀察者網綜合科技日報、NASA網站、新華社等報道