美国深空探测计划“新疆界”下一步：盯上彗星和土卫六-观科技

你或许没听说过“新疆界”计划，但是“新视野”号冥王星探测器和“朱诺”号木星探测器的新闻你至少听说过。这两个都是“新疆界”计划已经实施的任务，现在，下一个任务要来了。

NASA官网截图

11月20日，美国国家航空航天局(NASA)宣布，“新疆界”计划（New Frontiers Program）的第四个深空探测项目，将从“67P/丘留莫夫－格拉西缅科”彗星或土星的卫星土卫六（又称泰坦）中选择。

为此，NASA将资助简称为“凯撒”（Caesar）和“蜻蜓”（Dragonfly）的两个概念研究，分别探讨在彗星67P/丘留莫夫—格拉西缅科上进行生物学探测并取样返回，以及探索土卫六地下海洋的宜居程度。

“新疆界”计划是NASA 中等规模的深空探测任务，主要致力于对太阳系的一系列天体进行无人探测。

“凯撒”计划全称“返回彗星天体生物学探索样本”（Comet Astrobiology Exploration Sample Return），计划从彗星核取样，然后送回地球进行分析，以确定它的起源和历史。此前，欧洲空间局  （ESA）的“罗塞塔”号彗星探测器曾成功到访，“菲莱”着陆器也成功投放，成绩斐然。

“凯撒”项目想象图。（图片来源：NASA）

“蜻蜓”则是一个无人机旋翼飞行器，拟在土卫六数十处地点探索有机化学成分和宜居程度。土卫六是土星最大的卫星，其表层下被认为有具备生命存活条件的海洋世界。

“蜻蜓”项目想象图（图片来源：NASA）

按计划，NASA将资助这两个方案在未来一年内进行概念研究，每个方案投资400万美元。2019年春，选择其中一个方案进入研制阶段，并最终在2025年左右发射，项目总成本不超过8.5亿美元。如果加上运送航天器离开地面的火箭成本，总成本将会达到 10 亿美元。

根据方案设计，“凯撒”可以从彗星中提取至少 100 克物质，能够将容易蒸发的挥发物从更为坚固的物质中分离出来。航天器随后将会返回地球，并将样本放入囊状容器中。

“凯撒”项目将会在 67P 彗星收集样本，然后带回地球进行科学研究，欧洲航天局的罗塞塔号航天器曾经探测过该彗星。（图片版权来源：ESA）

而“蜻蜓”项目将会跟进9月结束的“卡西尼-惠更斯号”号探测器的观察成果：由欧空局发射的“惠更斯号”探测器于 2005 年在土卫六着陆，而“卡西尼”轨道器在土星周围的轨道上运行的 13 年里，曾多次经过土卫六。“蜻蜓”探测器将依靠的钚元素驱动，将会使用最新的无人飞行器技术。

土星在其最大卫星泰坦面前形成的光环（图片来源：NASA）

NASA下一步探索太阳系的新项目，曾收到12个提案，包括六大任务主题，分别是彗星表面取样返回、月球南极艾特肯盆地取样返回、探索土卫六或土卫二（又称恩克拉多斯）水世界、土星探测、木星特洛伊小行星群探测，以及金星内层探测等。

此次除“凯撒”和“蜻蜓”外，NASA还宣布，“土星生命特征和可居住性”和“金星原位成分调查”两个方案也将获得技术发展资金支持，为将来的任务竞赛做准备。NASA行星科学处处长吉姆·格林说：“之所以选定这两项任务，只因其能带动顶尖的行星科学研究。”

按照任务规模，美国航天局规划三类深空探索任务，分别是小型的“发现”任务、中型的“新疆界”和大型的“旗舰”任务。“洞察”号火星无人着陆探测器等属于“发现”任务，而“卡西尼”探测器和“好奇”号火星车等属于“旗舰”任务。

“新疆界”计划已经实施了三个任务，其一是2006年发射的“新视野”号探测器，它于2015年飞掠过冥王星，目前正飞向太阳系边缘柯伊伯带外层的目标天体；其二是2011年发射的“朱诺”号木星探测器，已在2016年进入木星轨道；其三是去年发射的“奥西里斯－REx”探测器，将飞到贝努小行星采样并返回地球。

今年3月21日，美国总统特朗普批准就任的第一份航天预算法案，NASA在2017财年的预算为195亿美元，比2016财年多出2亿美元。

这份57页的法案开篇便提出，美国航天的总体目标是要继续与其国际、学术及行业伙伴一道，“把人类触角拓展至深空，包括月地空间、月球、火星表面与其卫星以及更远的地方”，承诺继续发展“猎户座”飞船、大推力火箭“太空发射系统”以及詹姆斯·韦伯太空望远镜、广域红外巡天望远镜、木星卫星欧罗巴探测项目等。

在近地轨道方面，此法案确认将支持国际空间站工作到至少2024年，以及继续支持发展美国商业货运与载人航天，从而结束美国对俄罗斯载人航天的依赖。

在深空探索方面，法案提出美国航天局的长期目标是“拓展人类在近地轨道之外的永久存在”，包括“在另一个天体上建立潜在的人类栖息地”及发展“繁荣的21世纪太空经济”。

观察者网综合科技日报、NASA网站、新华社等报道