NASA新一轮太空计划解析

时间:20-05-20 栏目:天文科学 作者:wenkula 评论:0 点击: 209 次




“好奇号”火星车在美国航天局喷气推进实验室进行机动测试


与美国其他政府部门一样,美国国家航空航天局(NASA)在未来几年里可能也要体验一下“钱包吃紧”的苦日子了。


随着即将到来的“阿特兰蒂斯”号告别天幕的演出,航天飞机时代将画上句点,这或许能给NASA剩出一些结余来。但是,考虑到美国国会目前在支出方面的审慎与精打细算,如果NASA在2012年还能得到和今年持平的预算,那可真叫幸运了。


同时,还请别忘了原定2011年发射的詹姆斯-韦伯太空望远镜(JWST)——NASA此前所有研制工作的重头戏、下一代望远镜的曙光、旗舰级的天文设备……不管它头衔有多大,NASA落到这步田地一定程度上也是拜其所赐。在该项目上的成本严重超支,不但已使詹姆斯-韦伯望远镜自己无力升天、被迫推迟到2013年,更将导致NASA其他科研项目惨遭削砍。


不过,据近期美国《时代》周刊在线发表的文章称,或许NASA现在的窘境会因为肯尼迪航天中心到来的几位新“贵宾”而得以好转:稍早时候,一架崭新的名为“好奇”号的火星探测器运抵卡纳维拉尔角,开始为11月的发射做准备;而在它发射之前,倘若条件合适,一台名为“朱诺”的新型探测器或许会于8月5日踏上飞往木星的旅途;紧随其后的,还有另一个计划——“重力恢复与内部实验室”(GRAIL)任务,这是一项专门针对月球重力场的详细研究,其精细度远超以往任何一次,预计发射日定在格林威治时间今年的9月8日。


火星:仍是太空战略的重要一环


在以上的新一轮太空计划中,“好奇”号无疑最受众人关注。


NASA的第一台火星车“漫游者”1997年7月4日开始就在火星上闯荡,几乎震撼了世界。这台小车只有微波炉那么大,它的后辈“勇气”号和“机遇”号也不过相当于高尔夫球车大小,但这3个小东西却耐心地琢磨着火星上的矿物岩石,以不容置疑的姿态证明曾有水在这颗红色星球的表面流经、交汇。


可观的科学成就使现在的美国民众对这类机动探测器多少有点狂热。在号称“欲引领火星科学进入一个新的阶段”的“好奇”号出现后,人们甚至用“可爱”来形容它——“好奇”号有6个轮,重量是“漫游者”的5倍、“凤凰”号的2倍,看上去约有一台小汽车那么大。据《时代》周刊文章描述,你可以想象那就是一台装了数百万美元先进设备的“迷你库珀”轿车。


“好奇”号略大的体积与它的计划行程息息相关。它的火星探测之路比前辈们要长得多,为支持它的运作,还启用了核电池。相比只用太阳能电池板的上一代火星车,这样的配置可确保这辆新火星车整年无休:从此不必在相对灰暗的火星冬季减慢速度,也无需记挂那随时出现的沙尘影响电池板效率。


既然美国将火星定为载人航天计划的目的地,则必不甘于让火星车们只当一个被动的观察者,而要作为一架移动的实验平台。“好奇”号的终极目标就是确定火星上是否曾经存在或仍然存在生命物质。火星岩和土壤中的有机分子,其实前者已获证明;倘若“好奇”号的“鼻子”嗅到了地下细菌生存的副产物甲烷,则足可证明后者了。


2012年8月,“好奇”号将抵达目的地开始工作,届时可期待答案揭晓。


木星:NASA拓展的新疆界


“朱诺”探测器虽然今年夏天就会发射,但等它抵达木星,已经是地球的2016年了。


虽然这是NASA“新疆界”计划的一个重要部分,但其实在“朱诺”之前,美国就曾于1989年发射过“伽利略”探测器进入木星湍急的大气中问访这颗星球。此前也有“先驱者”号和“旅行者”号飞越过木星。但是,行星科学家们坦承,自己仍然对木星的形成知之甚少——一般认为,这要么是一颗质量为地球10倍的石质行星,靠着大质量吸引来很多氢气,要么就是直接从气体云坍缩而成的。


现在就将由“朱诺”来负责回答这一问题。据NASA喷气推进实验室的项目经理此前介绍,“朱诺”任务价值7亿美元。它需配备特殊的太阳能电池,以便在木星弱光和低温的环境中工作,尽最大可能来节能的方式也是此前没有应用过的;探测期间更将承受强烈的X射线照射,强度超过太阳系内任何有人类探测器造访过的地方,而“朱诺”将抵抗住这一切;就连发射日期也要选在一个地球木星处于适当位置的时机,接着探测器将绕地球运行到2013年,再利用地球引力进行加速,共需要在太阳系航行近5年的时间。


除了搞懂木星的形成,“朱诺”还需测量木星强大的重力场(其重力之强使得在木星40亿年的形成过程中,任何闯进其大气层的东西都没能再逃逸出来)、推断其内部结构、测量带电粒子以及红外线、紫外线辐射、极光等等一切,同时传回人们从未见过的木星的两极的照片。


月球:我们的卫星不会被彻底放弃


GRAIL(重力恢复与内部实验室)任务主体其实是一对轨道飞行器,它们要对月球做的,和“朱诺”要在木星那里进行的重力实验有很多相似之处。


尽管进一步了解月球的尝试总是值得肯定的,但“重力恢复与内部实验室”所带来的影响却无法与“朱诺”对木星的探索以及“好奇”号对火星地带的勘察相提并论,因为它并不能如后两者那般加深人类对于宇宙世界的认识。


当然,我们依然很高兴地看到NASA坚持在以多种不同的方式开展对太阳系的探索。譬如,“信使”号仍在不断发回关于水星的大量有价值的信息;“新地平线”号正在赶往2015年与冥王星相会的路上;“卡西尼”号对于土星的环绕飞行也未有丝毫停歇……


由此可见,虽然未来或许将在资金方面迎来“寒冬”,但只要旗下的各种探索研究能够成功地兑现初衷,NASA必定能够获得不断前行的足够支持。



科技日报 张梦然



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