從美國太空總署落選的木星一和海衛一探測任務有什麼啟發

自 徙1990年美國太空總署發射麥哲倫號太空船訪問金星以來，已經過去三十年。現在選擇兩項新任務來探索金星上致命的大氣層、高壓力和它表面的火山活動。

這個過程可以追溯到2020年2月，當時美國太空總署宣佈四項任務將接受為期九個月的同行評審，以確保提出的計劃的可行性。它們都是探索計劃的一部分，該計劃由美國太空總署在1992年啟動，目的在將科學家和工程師聚集在一起，創造令人興奮的開創性任務。除了旗艦任務，例如：好奇號（Curiosity）、毅力號（Perseverance）從火星探測任務取得的經驗，採取獨特和創新的方法來探索太陽系其它天體。

兩個獲勝的金星任務Davinci +和Veritas已經獲得五億美元前期研發資金，並將在2028年至2030年之間的某個時間發射。但是，兩個失敗的任務的競爭很激烈，這兩個任務本來是探測木星和海王星的衛星，木衛一（Io）和海衛一（Triton），那麼他們的建議為什麼不成功呢？

木衛一是一個奇怪的衛星，作為木星最接近的衛星，距離木星雲頂上方僅三十五公里處運行，它為木衛一提供了一種極端的加熱機制，使它成為太陽系中火山活動最活躍的天體，擁有四百多座活火山。

你可能會想，如果我們生活在一個擁有大量火山的星球上，我們會很清楚所有這些熱量是從那裡來的。事實上，根據擬議的木衛一火山探測器（Io Volcanic Explorer，簡稱 IVO）任務首席研究員阿弗德·麥伊雲（Alfred McEwen) 的說法，到目前為止我們對它實際的運作方式一無所知。

木衛一火山探測器計劃多次飛越木衛一，並使用一套儀器來繪製它表面和地殻下面的活動圖。通過收集有關衛一磁場和重力場的數據，拍攝巨大熔岩噴發的影片並分析從木衛一逸出的氣體和塵埃，木衛一火山探測器幫助科學家了解木衛一的熱量是如何產生和流失。

所有這些資料都至關重要，不僅是看到太空火山的精彩影片，這種極端活動是行星形成和演化的一個重要方向。通過了解推動木衛一變化的過程，我們最終可以更了解行星和衛星是如何形成。

目前探索和了解得最少的行星是天王星和海王星，它們是太陽系中一些最奇異事物的地方。天王星有一個軸向傾斜（它的自轉軸與它繞太陽公轉的平面相比的角度高達97.77275度）嚴重的行星，以至它是躺在一側旋轉。天文學家認為是太陽系過去一次巨大碰撞的結果。

同時，海衛一是海王星唯一的一顆環繞母行星運行的大衛星。海衛一奇特的軌道排列與海王星的軌道相比，海衛一軌道的平面偏移23度，據信它是從古栢帶（Kuiper Belt，大陸譯做：柯伊伯帶）移動到海王星，海王星軌道以外的區域充滿了太陽系形成時的冰冷殘留物。

海衛一也有一個活躍的電離層，它的大氣中有一層帶電粒子比任何其它衛星都活躍十倍，它不是由太陽提供動力，它有一個不斷變化和動態的表面，覆蓋著可能是氮雪. 當航行者二號（Voyager 2）拍攝海衛一時，它發現一座冰火山間歇泉，噴發的冰和氣體高達八公里，顯示海衛一存在地下海洋。

提議的三叉戟（Trident）任務將探索有關海衛一的許多奇怪事物。他們提出使用儀器測量海衛一磁場的三管齊下方法，確定地下海洋的存在和結構。高分辨率紅外攝像機可以讓太空船利用海王星反射陽光對整個表面進行拍攝照片，向科學家展示自從1989年上次訪問以來發生的變化。最後，太空船試圖發現海衛一的表面如何保持如此動態和年輕。

最終，三叉戟和木衛一火山探測器兩個建議都輸給金星任務。再次探索太陽系的外圍，或者看到木衛一的巨大火山固然很有趣。但金星是一顆迷人的星球，有著自己的奧秘和潛力。

【圖：美國太空總署；文：節譯自物理學機構網頁】