新疆界計畫
新疆界計劃（New Frontiers program）是美國宇航局正在執行的一系列太空探索任務，目的是加深人類對太陽系的了解[2]，該類項目選擇的是能夠提供高科學回報的中級任務。
美國航天局鼓勵國內外科學家為該項目提交任務建議，新疆界計劃是建立在發現和探索者計劃所採用的項目負責人主導制的創新方式上。它適用於無法在發現級限定的費用和時間內完成的中型任務，但沒有旗艦任務那樣大。
目前己實施的新疆界任務有三項，分別為：2006年發射並於2015年抵達冥王星的新視野號探測器；2011年發射，2016年進入木星軌道的朱諾號探測器以及2016年9月飛往貝努小行星，並在2018年至2021年進行詳細研究，2023年取樣返回地球的奧西里斯號探測器。
2019年6月27日，「蜻蜓號太空飛行器」被選為新疆界計劃的第四次任務，對土衛六進行詳細探測[3][4]。
歷史[編輯]
新疆界計劃由美國宇航局制定和倡導，2002年和2003年獲得國會批准。當時這項工作由兩位長期在美國宇航局總部工作的科學副署長「愛德華·韋勒」(Edward Weile)和太陽系探索部主任「柯林·哈特曼」(Colleen Hartman)負責。在該計劃獲得正式批准和撥款之前，冥王星探索任務就已被選定，所以被稱為「新視野號」的冥王星任務，也被算入新疆界計劃中。
2003年，美國國家科學院的行星科學十年調查計劃確定了一些目標，這些目標隨後成為新疆界計劃第一次競選任務的目的地。哈特曼根據甘迺迪總統1960年的演講選擇了該項目的名稱，他在演講中說：「我們今天站在新疆域的前沿」。 擬議任務概念的實例依據行星科學十年調查目標可分為兩大類[5]
- 「太陽系內的新疆界：綜合性探索戰略」
- 柯伊伯帶冥王星探險器(新視野號)
- 搭載有探測器的木星極地軌道器(朱諾號)
- 金星實地探測器
- 月球南極-艾托肯盆地取樣返回任務
- 彗星表面採樣返回任務：彗星天體生物學探索取樣返回(凱撒號)(另見類似的「奧西里斯號」，計劃用於近地天體，而非彗星。)
- 「2013-2022年十年行星科學願景和航行」
執行中的任務[編輯]
「新視野號」(新疆界任務1)[編輯]
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「新視野號」是一項前往冥王星的任務，於2006年1月19日發射。2007年2月在經木星一次重力助推後，繼續向冥王星靠近。任務主要執行階段是在2015年7月期間，隨後探測器將瞄準一顆名為阿羅科特的柯伊伯帶小天體，於2019年1月1日的飛過，曾與此任務一起考慮的另一項任務是「新視野二號」。
「朱諾號」(新疆界任務2)[編輯]
「朱諾號」是2011年8月5日發射並於2016年7月抵達木星的一艘太空探測器，也是首艘探索外行星的太陽能太空飛行器。為研究木星的磁場和內部結構，該探測器被發射到環木星的極軌上。美國宇航局發射的伽利略號探測器提供了大量有關木星高層大氣層的知識，然而，對木星的進一步研究不僅可了解它的起源和太陽系性質，而且對巨型太陽系外行星的總體認識也至關重要。」朱諾號「探測器的木星調查旨在實現以下目標：
- 通過測定木星內核的質量和大小、引力和磁場以及內部對流，了解木星的總體動力和結構特性；
- 測量木星大氣層成分，尤其是水(H2O)、氨(NH3)、甲烷(CH4)和硫化氫(H2S)等可凝結氣體的豐度；木星大氣層溫度和風速剖面結構；進入不透明度雲層的深度比「伽利略」探測器更大，目標是在多個緯度上抵達到100巴的深度；
- 調查和描述木星極地磁層的三維結構。
「奧西里斯號」(新疆界任務3)[編輯]
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「奧西里斯」代表「起源、光譜解釋、資源識別、安全、風化層探索者」，於2016年9月8日發射[6]。這項任務計劃是在2020年之前環繞一顆小行星運行，當時命名為「1999 RQ36」（現稱為貝努小行星)。在經大範圍測量後，探測器將從小行星表面採集樣本，並於2023年返回地球。除運載火箭外，這次飛行任務預計約耗資8億美元。取回的樣本將有助於科學家回答長期來有關太陽系形成及生命起源所需的複雜有機分子來源的問題。
貝努小行星是一顆未來可能會撞擊地球的天體，已被列入哨兵風險表，在巴勒莫撞擊危險指數中排名第三高(約2015年)[7]。在21世紀末，它撞擊地球的累計概率約為0.07%，因此需要測量該小行星的組成成分和雅可夫斯基效應[8]
計劃的任務[編輯]
「蜻蜓號」 (新疆界任務4)[編輯]
「蜻蜓號」將向土星最大的衛星泰坦[9]發射一架可移動的自動旋翼航空器，並利用」多任務放射性同位素熱電發電機「(MMRTG)提供動力在土衛六大氣層中飛行[10][11][12]，開發成本上限約為10億美元[13]。 截至2020年9月，「蜻蜓號」計劃於2027年發射[14]。
第四次任務選撥於2017年1月開始，根據行星十年調查的建議，美國宇航局宣布的機會僅限於六項任務主題:[13]
- 彗星表面取樣返回-一架彗核著陸器和取樣返回任務
- 月球南極取樣返回-在月球南極-艾托肯盆地著陸並將樣本帶回地球的任務
- 海洋世界(土衛六和/或土衛二)
- 土星探測-大氣層探測器
- 特洛伊之旅和交會-一次飛行任務探測兩顆或更多顆木星特洛伊小行星
- 金星著陸器
- 彗星表面取樣
- 彗核塵埃和有機物取樣 (CONDOR), 從67P/丘留莫夫–格拉西緬科彗星取回樣本[15][16]
- 彗星會合、採樣、調查和返回 (CORSAIR)將採集88P/霍威爾彗星樣本[15][17]
- 彗星天體生物探索取樣 (CAESAR)到67P/丘留莫夫–格拉西緬科彗星取樣
- 月球南極取樣
- 海洋世界
- 俄刻阿諾斯號，一艘調查土衛六宜居可能性的軌道飛行器[18]。
- 蜻蜓號，一架旋翼機，可飛翔在土衛六陸地和海洋上空以研究生命起源前的化學物質[9][19]。
- 土衛二生命探測器 (ELF)一艘探索土衛二天體生物的軌道飛行器 [20][21][22]。
- 土衛二生命特徵與可居住探測 (ELSAH)[15][23]
- 土星探測
- 土星內部探究和大氣層探測器 (SPRITE)，一艘研究土星大氣層及成分的探測器[24]。
- 特洛伊小行星之旅和交會
- 無
- 金星著陸器
在12項初步提案中，美國宇航局於2017年12月20日選擇了包括「蜻蜓號」在內的其中兩項提案進行額外的概念研究[28]。
兩項入圍的提案彗星天體生物探索取樣和「蜻蜓號」，在2018年底前各獲得400萬美元資金，以進一步開發和完善他們的方案設想[29]。2019年6月27日，美國宇航局宣布選擇蜻蜓號作為第4號新疆界任務，並於2026年發射[30]，後來推遲到2027年[14]。
新疆界任務5[編輯]
行星科學十年調查建議每十年選擇兩項新疆界任務，2018年在對2013-2022年十年調查的中期審查中發現，美國宇航局在這一節奏上落後了，並建議最遲在2021年12月發布《新邊疆5號招標公告》[31]。「托馬斯·祖布欽」(Thomas Zurbuchen)，科學任務理事會副署長對中期審查建議作出了積極回應，表示美國宇航局將「致力於每十年舉辦兩次新疆界項目競賽」，目前計劃在2021年或2022年發布招標公告[32]，雖然中期審查估計最晚發布日期為2023年[31]。
除了先前的建議外，十年調查還為第五次新疆界任務推薦了木衛一觀測者和月球地球物理網提案[33]。
截至2020年1月，美國宇航局計劃在2022年底發布新疆界5號招標公告[34]
另請參閱[編輯]
- 宇宙願景，歐空局制定的數項任務類計劃。
參考文獻[編輯]
- ^ 新疆界计划官方网站(2016年6月). 美國宇航局(NASA). 2016-01-15 [2016-01-15]. （原始內容存檔於2016-06-10）.
- ^ 珍妮弗·哈博. 新疆界计划. 美國宇航局. 2019-06-18 [2020-08-31]. （原始內容存檔於2020-03-12）.
- ^ 吉姆·布里登斯汀. 探索太阳系的新科学任务. 推特. 2019-06-27 [2019-06-27]. （原始內容存檔於2020-01-27）.
- ^ 戴維·W.布朗. 在持续了两年半“创智赢家”般的角逐后，美国航天局宣布探索土卫六的蜻蜓无人机计划-四轴飞行器被选中用来研究土星的卫星。. 《紐約時報》. 2019-06-27 [2019-06-27]. （原始內容存檔於2020-09-23）.
- ^ nasa nf 網際網路檔案館的存檔，存檔日期2015-08-19.
- ^ NASA. 美国宇航局将于2016年向小行星发射新的科考探测器. [2011-05-25]. （原始內容存檔於2019-12-30）.
- ^ 哨兵风险表. 美國宇航局/噴氣推進實驗室近地天體項目辦公室. July 21, 2015 [2015-07-21]. （原始內容存檔於2015年7月21日）.
- ^ 米蘭妮, 安德莉亞·; 切斯利, 史蒂文·R·; 薩托利奧, 瑪麗亞·尤金尼亞·; 貝爾納迪, 法布里齊奧·; et al. 小行星(101955)1999 RQ36的长期撞击风险. 伊卡洛斯. 2009年, 203 (2): 460–471. Bibcode:2009Icar..203..460M. arXiv:0901.3631
. doi:10.1016/j.icarus.2009.05.029.
- ^ 9.0 9.1 蜻蜓号：土卫六旋翼着陆器. 約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室. 2017年 [2017-09-20]. （原始內容存檔於2017-09-20）.
- ^ 福斯特, 傑夫·. 美国航天局拓展下一个新疆界角逐项目的疆域. 《太空新聞》. 2016-01-08 [2016-01-20]. （原始內容存檔於2017-08-18）.
- ^ 克拉克, 史蒂芬·. 美国航天局官员称，尽管“洞察”号遭遇困境，新任务的选择仍在轨道上. 實現航天飛行網. 2016-09-07 [2016-09-08]. （原始內容存檔於2020-10-10）.
- ^ [1][失效連結]. 美國宇航局,2016年1月6日.
- ^ 13.0 13.1 13.2 基特, 比爾·. 美国宇航局收到未来太阳系任务的建议. 《美國宇航局新聞. 2017-05-05 [2017-09-20]. （原始內容存檔於2017-09-15）.
- ^ 14.0 14.1 福斯特, 傑夫·. 美国航天局将蜻蜓号发射时间推迟一年. 太空新聞. 2020-09-25 [2020-09-25]. （原始內容存檔於2020-09-26）.
- ^ 15.0 15.1 15.2 15.3 15.4 提议的新疆界任务. 《未來的行星探索》. 2017-08-04 [2017-09-20]. （原始內容存檔於2017-09-20）.
- ^ 彗核塵埃和有機物取樣(CONDOR):一項新疆界4號任務提案 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）. (PDF) M.舒克龍、C. 雷蒙德、M. 瓦德瓦. 歐洲行星科學大會摘要. Vol. 11, EPSC2017-413, 2017. 2017年歐洲行星科學大會.
- ^ CORSAIR (彗星會合，樣本採集，調查和返回): 一項從彗星上採集樣本並帶回地球研究的新疆界任務概念 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）. (PDF) S. A.桑德福德、N. L.夏伯特、N.德洛·魯索、J. C.利里、E. L.雷諾茲、H. A.韋弗、D. H. 伍登. 2017年第80屆流星學會年會.
- ^ C.索廷、A.哈耶斯、M.馬拉斯卡、F.尼莫、M. D.特雷納、P.托托拉. (2017年). 《俄刻阿諾斯號：研究土衛六潛在宜居性的新疆界軌道飛行器》 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 第19屆聯合國大會, EGU2017, 2017年4月23日至28日在奧地利維也納舉行的會議記錄, p.10958
- ^ 雷德, 諾拉·泰勒·. “蜻蜓号”无人机可探索土星的土卫六. 《太空》. 2017-04-25 [2017-09-20]. （原始內容存檔於2019-06-30）.
- ^ 土衛二地表下的能量源：尋找生命的意義 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）.卡拉·科菲爾德,2017年4月14日太空網
- ^ B返回到土星？跟隨卡西尼號的五項任務計劃 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）.肯尼斯·常, 《紐約時報》, 2017年9月15日.
- ^ [2].亞當·曼,《美國科學院學報》, 2017年5月2日,第114卷no. 18 4566–4568, doi: 10.1073/pnas.1703361114
- ^ 麥金泰爾, 奧西恩·. 卡西尼: 美国航天局成果最丰硕任务之一的传奇和遗产. 《航天內幕》. 2017-09-17 [2017-09-20]. （原始內容存檔於2017-09-20）.
- ^ [3] （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）. 西蒙、艾米·班菲爾德、D.阿特金森、D.阿特雷亞、S.布林克霍夫、W.科拉普雷特、A. 庫斯特尼斯、A.弗萊徹、L.吉略特、T.赫夫斯台特. 2016年6月11日.
- ^ 金星實地大氣層和地球化學勘探者(VISAGE): 一項擬議中的新疆界任務 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）. (PDF) L. W.埃斯波西托, 《月球和行星科學》 XLVIII (2017年)
- ^ VICI: 金星實地成分研究 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）. (PDF) L.格萊斯、J.加文、N.詹森、G.阿尼、D.阿特金森、S.阿特雷亞、A.貝克、B.貝扎德、J.布萊克斯伯格、B.坎貝爾、S.克萊格、D.克里斯普、D.達亞爾、F.福格特、 M.吉爾莫、D.格林斯彭、朱利安·格羅斯、S.古澤維奇、N.伊森伯格、 J.詹森、W.基弗、D. 勞倫斯、S.勒博努瓦、R.洛倫茲、P.馬哈菲、S.莫里斯、M.麥坎塔、A.帕森斯、A.巴甫洛夫、S.夏爾馬、M.特雷納、C.韋伯斯特、R.溫斯、K.扎恩勒、M.佐洛托夫. 歐洲行星科學大會摘要, 第11卷, EPSC2017-346, 2017. 2017年歐洲行星科學大會.
- ^ 金星起源探測器，提議的新疆界項目 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）. 《未來的行星探索》. 2017年10月1日.
- ^ [4][失效連結]. 行星學會.范·凱恩. 2017年8月29日.
- ^ 美國宇航局太空探測器競選入圍提案：土衛六上的無人機和彗星獵人 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）。肯尼斯·常,《紐約時報》。2017年11月20日.
- ^ Stirone, Shannon. 美国宇航局的新任务将飞越土卫六寒冷的天空去寻找生命的起源. 科學美國人. [2019-06-27]. （原始內容存檔於2020-10-22） （英語）.
- ^ 31.0 31.1 评估当前在未来十年的远景、航行和指导方面取得的进展. 2013-2022十年行星科学航行愿景：中期回顾. 美國國家學院 (華盛頓特區: 美國學術出版社). 2018: 66–68 [2019-07-01]. ISBN 978-0-309-47933-2. doi:10.17226/25186. （原始內容存檔於2021-01-23）.
- ^ 祖布欽, 托馬斯·H. 美国宇航局对2013-2022十年行星科学航行愿景的回应：中期回顾 (PDF). 美國國家航空暨太空總署. 2019-04-16 [2019-07-02]. （原始內容 (PDF)存檔於2019-07-02）.
- ^ 2013-2022十年行星科学愿景和航程 (PDF). 美國學術出版社. 2011: 15–16 [2021-01-17]. ISBN 978-0-309-22464-2. （原始內容存檔 (PDF)於2017-05-10）.
- ^
- 史密斯, 瑪西亞· [@SpcPlcyOnline]. 汤姆·斯塔特勒将在SBAG会议上代替洛里·格拉斯，介绍行星科学部门的最新情况。 (推文). 2020-01-14 [2020-01-14] –透過Twitter.
- 史密斯, 瑪西亞· [@SpcPlcyOnline]. 目标是在2022年秋季发布第五次新疆界任务公告(去年入选的蜻蜓号为第四次新疆界任务) (推文). 2020-01-14 [2020-01-14] –透過Twitter.
外部連結[編輯]
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