Quantcast
Channel: 知乎日报
Viewing all articles
Browse latest Browse all 20608

赏金 10 亿美元, NASA 揭晓探索太阳系远古遗迹的勇士

$
0
0
鸑鷟鹓鶵,拾人牙慧,手有余香

经过两年的悬赏,NASA 最近准备正式启动两个新的探索太阳系的 Discovery 探测器计划,每个计划赏金$5 亿,向我们展现了落魄的壕,如今的“贫困户”是如何在拮据、窘迫的财政困境中,穷且志坚,不坠青云之志,再一次燃起新得希望。(那个从来没富过的,对,就是你,好好干,洗洗睡吧)

NASA 的官员厚着脸皮称:Discovery 系列的意义如同 Discovery 的名字一样,勇于去我们从未去过的地方突破。

(因为脸皮厚,所以怎么打脸都不疼……啪

Discovery 系列是 NASA 有史以来最廉价的深空探测项目类型,总开销几千万刀到几亿刀之间,是那些知名深空探测器(伽利略,卡西尼,旅行者)造价的十分之一甚至不到,仅相当于 NASA FY2015 年年度预算 180 亿刀的 3‰~3%,就是说 NASA 一年的开销就足够支撑 50~300 个这样的项目。啪

还有就是是 Discovery 系列都能用在月球探测器上了,好意思说还去从未去过的地方……啪

言归正传,这两个项目主要是来探索太阳系早期历史的(不晚于太阳形成一千万年,要知道太阳已经近 50 亿岁了)。毕竟太阳系很大,有很多上古遗址,封存的几乎完好如初。每个项目都有一个响亮而中听的名字,一个叫 Lucy,一个叫 Psyche,前者是期望探测可能的远古遗迹的,这些遗迹可能来源于更远的冰封世界,后者是期望探测可能的远古弃儿的,一个孤零零的行星内核。

Lucy 的目标是一颗木星的特洛伊行星,所谓特洛伊行星,是指一类特殊的小行星,它们与大行星有着近乎相同的轨道(共享公转轨道)。在所有的特洛伊行星中,和木星共享轨道的就是木星的特洛伊行星了,也是最有名气的特洛伊行星系列。特洛伊行星不在大行星附近,因此通常不会被大行星俘获成卫星,但木星的特洛伊行星却被木星乖乖的按在了木星轨道的两个拉格朗日点 L4,L5 附近(这里的拉格朗日点指木星和太阳的万有引力在这一点正好可以提供公转的向心力,即这一点上的天体自身不费劲,这一点附近的天体很省劲,L4,L5 是两个稳定的拉格朗日点)。

目前已有的两种木星特洛伊行星形成的假说都指向了太阳系刚形成的时间段,一种认为是木星的失控增长导致的逃逸,一种认为是巨行星最初形成时,轨道改变导致的柯伊伯带天体内迁(冥王星就是最著名的柯伊伯带天体),因此特洛伊行星在两种解释下都看起来像远古遗迹。

下图外圈蓝色为木星轨道,Jupiter 为木星,小绿点“Trojans”和“Greeks”为木星特洛伊行星,白点为小行星带的小行星,黄点为 Hildas 希尔达族小行星。

特洛伊行星的命名来自于 1906 年发现的小行星特洛伊,之后天文学家认识到这是两群小行星,因此将其中一群命名为特洛伊群,另一群命名为希腊群(著名的特洛伊战争和特洛伊木马的战争双方就是特洛伊和希腊了)。

Lucy 计划 2021 年发射,2025~2033 年长达 8 年的工作旅程中将造访 6 颗不同的小行星,包括 1 颗小行星带的小行星,8 年中,Lucy 不辞辛苦,长途奔波,对 Trojans 和 Greeks 两个特洛伊群的行星都会临幸。

为了厉行节俭,Lucy 将大量应用已成功探测冥王星的新视野号的技术和……人员。

 

而 Psyche 的研究对象是一颗小行星带的天体,和其他多数土里土气都是石头的或者水了吧唧都是冰的小行星不同,这是一坨直径 210km 的铁镍金属块,这一坨的名字就叫 16 Psyche 灵神星。大家都满怀期待的认为这么一块金属疙瘩,这是目前太阳系内唯一发现的一块金属疙瘩(言下之意其实是这里天体都太小了,太远的金属疙瘩我也看不见分不清)。

这个大金属疙瘩和现在的地核有很多类似之处,地球等很多行星的内核就是个熔融的大铁球,内核这类东西包裹的太严实,又太热,实在难以下手。现在有一个裸露的内核?那就去搞定它。

Psyche 预计于 2023 年发射,2030 年抵达灵神星,开始其 20 个月的工作。

Lucy 和 Psyche 是从 5 个候选项目中脱颖而出的(换做当年,别墨迹,赶紧启动都),由于贫穷,候选项目一开始就被限定在了金星、地球附近或小行星。

这其中,金星是苏联耕耘最深的星体,酷热的温度,巨大的气压,腐蚀性的大气(含有硫酸),苏联费了九牛二虎之力才最终拍摄成功了金星的地表照片(拍完照片探测器就挂了),于是大家都被苏联勇于探索(相比 Discovery 项目,这是相当勇于)金星的精神所感动了,都不敢轻举妄动了。

剩下的 3 个项目分别是:

Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging (DAVINCI)

这个是探测金星的,属于敢死队类型,因此,设计的思路是从进入金星大气到着陆(和坠毁有什么区别呢)的这 63 分钟内抓紧时间工作,确保这段时间挂不了。脑子瓦特了,劳资这么穷,还要花这么多钱就看一个小时的电影。

The Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy mission (VERITAS)

VERITAS 和上面那个敢死队不同,这是躲在敢死队身后深藏功与名的,这个研究金星的探测器计划只环绕金星,不再作死的进入金星大气,使用冷战时期没有的技术来遥感(顾名思义,遥感就是隔得远远的看),主要是 SAR 成像雷达(用雷达信号生成图像,金星大气太厚了,光学成像根本看不见金星表面),至于效果……我搭载一堆仪器上去,哪个有效就用哪个呗。

Near Earth Object Camera (NEOCam)

这个去日地 L1 拉格朗日点探索地球附近的天体的,距离近省钱啊,仪器少都是相机啊,因此暂时勒紧裤腰带再看看吧,这个项目延期了 1 年,有待观察。

看完这三个项目,差不多也能理解为何是 Lucy 和 Psyche 胜出了。

才疏学浅,挂一漏万,以上。

图片来源:http://nasa.gov ; wikipedia.org; http://asu.edu


Viewing all articles
Browse latest Browse all 20608

Trending Articles