正在阅读: 探测太阳系边际,中国有自己的构想

探测太阳系边际,中国有自己的构想

2018-11-15 09:06来源:科技日报

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  美国国家航空航天局(NASA)的帕克太阳探测器近日打破了历史记录,成为迄今距离太阳最近的探测器。

  如果说帕克在与太阳亲密接触方面刷新了历史,太空探测的另一前沿热点恰恰是远离太阳——太阳系边际探测。在近日召开的香山科学会议上,专家们提出了中国进行太阳系边际探测的构想。

  中国的探测分两步走

  所谓太阳系边际,是指太阳风与星际介质相互作用形成的边界区域,距离太阳80—150 AU(1AU为地球到太阳的距离,约1.5亿公里)。

  “太阳系边际一直是国际空间科学研究的前沿领域,国际上仅美国实施了旅行者行星际探测计划等少数几次探测活动。”中国工程院院士、国家航天局探月与航天工程中心研究员吴伟仁说,新世纪以来,伴随着工程技术的发展和科学认知的不断提升,太阳系边际逐渐成为国际空间科学研究的前沿热点。

  吴伟仁在会议报告中提出了中国的“两步走”太阳系边际探测构想:近期目标是2049年实现对100AU以远的太阳系边际探测,开展日球层大尺度三维空间特性及外太阳系典型天体探测、太阳风边际及邻近恒星际空间物质特性探测;远期目标是突破1000AU,抵太阳引力透镜焦点区域开展太阳引力透镜效应观测和广义相对论验证。

  围绕近期目标,吴伟仁设想从三个方面着手。

  一是日球层鼻尖方向的探测,探测器沿黄道面附近、飞行指向天域为银河系中央方位,揭示太阳风和星际风的相互作用、异常宇宙线的产生机制;二是日球层尾部方向的探测,探测器沿黄道面附近、飞行指向天域为背离银河系中央的方位,在飞抵太阳系边际的途中择机开展冰巨星、半人马族小天体等多目标探测;三是日球层极区方向的探测,探测器垂直黄道面、飞行指向天域为太阳极区方位,实现太阳高纬的就位探测及恒星际物质特性探测,开展宇宙线在日球层的全日球循环机理、日球层的外部宇宙物质作用机理等研究。

  中科院国家空间科学中心研究员王赤介绍,在向太阳进军方面,NASA今年成功发射帕克太阳探测器,最近将距离太阳8.5倍太阳半径,中国要想在短期内实现追赶和超越并不现实。

  “在向太阳系边际进军方面,国际上还没有一个专门的就位探测计划得以实施。尽管美国拥有较多经验,但现阶段各个国家、地区和组织还基本处于同一起跑线上。”王赤说。

  有助理解太阳系起源

  人类的探测活动,每向太空深入一步,都会极大地刷新我们对宇宙的认知。探索太阳系边际更是具有里程碑意义。

  “迄今为止,人类有5个探测器处于最终将离开太阳系的轨道:‘先驱者10号’‘先驱者11号’‘旅行者1号’‘旅行者2号’,以及探索冥王星的‘新视野’号。”中国空间技术研究院总体部研究员孟林智介绍。

  以美国NASA在40多年前发射的“旅行者1号”“旅行者2号”为例。澳门科技大学、台湾国立中央大学研究员叶永烜介绍,这两个探测器已飞越各个外行星,如今已穿过太阳系边际进入恒星际空间。它们途中所得的科学成果和发现,刷新了我们对木星、土星、天王星、海王星及它们卫星系统的认识,也成为现今下一波的深空探测工作的基础。

  “自空间时代以来,大量航天器进入空间轨道,极大地拓展了人类的认知。”王赤认为,尽管如此,国际上对于太阳系的探测存在非常严重的“内外失衡”的现象,对于太阳系边际乃至更远的星际空间还缺乏有效的探测手段。一些重大科学谜团也长期处于悬而未决的状态。

  在王赤看来,一个专门的太阳系边际探测计划蕴含着巨大的科学价值。

  首先,可以对太阳系的大行星及其卫星、小行星、半人马小行星、柯伊伯带天体、彗星等天体进行顺访探测,对于了解人类家园、构建四维太阳系演化知识体系至关重要。

  此外,通过对黄道云和柯伊伯带尘云、黄道光和河外背景光、日球层结构、邻近星际介质特性及其与太阳风的相互作用、等离子体、磁场、中性成分、宇宙线等的探测,也将有助于理解太阳系的起源和演化。

  对航天技术提出新考验

  “太阳系边际探测任务不仅可以填补空间物理、空间天文和行星科学等方面的研究空白,还具有显著的技术发展牵引作用。”中国空间技术研究院研究员黄江川认为。

  黄江川介绍,其中包括先进指标载荷技术、超远距离行星际测控通信、超长寿命空间产品保证以及微纳功能设计与实现等技术。另外,还将推动核电推进、太阳帆推进、电帆推进、定向能推进等前沿技术和相应任务概念的探索性研究,为人类共同期待的未来星际探测的发展做出应有贡献。

  对极远、极暗、极寒的太阳系边际进行探测,也是一项艰巨的挑战。

  “从地球穿越太阳系边际,一般需要约30年时间。探测器将飞越小行星带、木星等气态大行星系,跨越柯伊伯带。”黄江川说。

  孟林智认为,开展太阳系边际探测具有多方面的鲜明特点,例如探测目标多、任务复杂、距离跨度大、环境多变,自主性、可靠性要求高,寿命长、动力需求大、功能高度集成等。

  这些特点将对航天技术提出全新考验,深空测控系统就是其中之一。这种系统是深空探测的重要组成部分,主要承担对深空探测器各工作阶段的测量、导航和控制等工作。

  “随着深空探测距离成千上万倍的增大和探测目标的不断增多,信号衰减、传输时延、动态范围、任务规划等因素对深空测控系统的功能和性能都提出了更高要求,采用新技术、探索新方法成为未来深空测控系统发展的必然需求。”北京跟踪与通信技术研究所研究员李赞说。

  专家认为,太阳系边际探测的开展依赖于航天技术的进步和国家综合实力的提高。相对于月球、火星、木星等系内天体探测,太阳系边际探测将面临距离更遥远、飞行时间更长、数据传输速率更低、深空环境更复杂等一系列难题。(记者 刘园园)

[责编:蔡琳]

阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 北京“丝路金桥”主题景观点亮灯光

  • 印度捷特航空因债务危机全面停飞

独家策划

推荐阅读
在我们的身体里,每时每刻都上演着细胞分裂、衰老和死亡的戏码,而广泛存在于人体脂肪、骨髓、关节等部位的间充质干细胞,在其中扮演了特殊的角色。有研究表明,骨关节炎的一个重要诱因是关节内的间充质干(前体)细胞、软骨细胞、滑膜细胞的衰老和功能退化。
2019-04-19 10:00
赤道几内亚的比奥科岛将是疟疾疫苗试验的主要场所。在实验室研究中,这种名为PfSPZ的疫苗已被证明是迄今开发的最有效的疟疾疫苗,能够为健康的志愿者提供完全的保护。如果大规模试验获得成功,Sanaria公司及其合作伙伴打算向比奥科岛上所有人群推广这种疫苗,并评估其有效性。
2019-04-19 10:00
近日,刊登于《细胞—报告》的一项研究表明,有节奏的食物摄入驱动的全身信号,对肝脏代谢功能和基因表达的节律有显著的促进作用,而与肝脏和生物钟无关。研究结果表明,SCN中的主生物钟并不仅仅作用于同步周围的生物钟,而且更广泛地参与了整个身体的昼夜节律转录程序。
2019-04-19 09:59
近日,中国科学院院士、中国科学技术大学教授潘建伟团队在基于光和超导量子体系纠缠态制备方面取得了两项实验成果:实现了综合性能最优的量子点确定性纠缠光源和国际上最大规模超导量子比特纠缠态12比特“簇态”的制备。
2019-04-19 09:28
4月18日,第三届中文域名创新应用论坛在北京召开。论坛发布了最新的《全球域名发展统计报告》。报告显示,截至2018年底全球域名总量已经达到3.57亿个,年度新增1454万个;我国域名保有量达5030万个,居世界第二。
2019-04-19 09:19
除了北京电信方面的5G营业厅之外,北京移动方面近日也宣布,在北京5G试验网上,中国移动通过5G手机成功打通了第一个5G电话。中国联通方面的信息则显示,目前该公司已在全国包括北京在内的17个重点城市部署搭建5G网络,进行了规模化的网络试验。
2019-04-19 09:15
这样一来,只要我们知道了地球的初始温度(也就是岩浆的温度)、岩层的导热系数以及地温梯度,我们就能根据公式计算出地球的年龄。美国地球化学家克莱尔·帕特森最终通过将陨铁中的铅铀比例设定为初始值,将地球岩石中平均的铅铀比例设定为最终值,计算得出地球的年龄在41亿—46亿年之间。
2019-04-19 09:14
这是一项被生物学家颜宁称作“估计会有很多公众关注”的研究。在传统观念中,短时间的缺氧就会引起哺乳动物大脑神经元死亡和不可修复的脑损伤。”  康利军表示,若要进一步研究,首先还是应该在遵循伦理规范的前提下做动物实验。
2019-04-19 09:13
4月18日无人机拍摄的连江县筱埕镇500亩鲍鱼健康养殖科技示范基地。近日,福建省连江县海域进入鲍鱼采收期,当地养殖户忙着捕捞和加工鲍鱼。近日,福建省连江县海域进入鲍鱼采收期,当地养殖户忙着捕捞和加工鲍鱼。
2019-04-19 09:10
这是4月15日在以色列特拉维夫大学拍摄的3D心脏。以色列特拉维夫大学研究人员15日宣布,他们成功以病人自身的组织为原材料,3D打印出全球首颗拥有细胞、血管、心室和心房的“完整”心脏,这在全球尚属首例。
2019-04-19 09:09
近日,中国科学家在美国《科学》杂志上发表的论文《华南早寒武世布尔吉斯页岩型化石库——清江生物群》,再次引发了圈内圈外对研究地球早期生命演化和动物门类起源话题的广泛关注。生物统计学的“稀疏度曲线”分析显示,清江生物群的物种多样性将有望超过已知所有寒武纪软躯体化石库。
2019-04-19 09:05
在这里,茂密的牧草中不知道隐藏了多少动物尸骨,甚至有误入其中非正常死亡的牧民的骸骨,再加上谷地中随处可见的倒塌的石屋、荒丘孤坟,更让这里充满了死亡的气息。在电脑上打开航磁图,马华东说,沿“死亡谷”近东西向带状航磁异常明显,越向西段,磁异常值越高。
2019-04-19 09:04
4月15日晚,拥有850余年历史的巴黎圣母院遭遇火灾,400多位消防员奋力扑救9个小时最终将大火扑灭。由于着火点主要集中在教堂顶部,巴黎警察局派遣无人机捕获实时图像,为消防员准确、及时了解火情提供了重要支持。
2019-04-19 09:04
几年前,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)一举摘下人类首次直接探测到引力波的桂冠。蔡荣根介绍,对低频引力波的探测将有助于理解超大质量黑洞的形成、演化和分布,并对科学家认识宇宙结构产生重大影响。
2019-04-19 09:03
根据自然科研旗下《科学报告》18日发表的一项研究,英国正在采用人工智能(AI)分析社会问题。目前来看,AI尚不能全方位分析社会学种种问题,因此让传统方式与新兴手段互为补充,就显得尤为重要。
2019-04-19 09:02
据美国太空网近日报道,美国国家航空航天局(NASA)最新的“行星猎手”——凌日系外行星勘探卫星(TESS,“苔丝”)首次探测到了一颗地球大小的系外行星HD 21749c。据悉,这颗行星和另一颗于今年1月份确认的“亚海王星”天体HD 21749b,都环绕着距地球约53光年的恒星HD 21749(质量约为太阳质量的80%)旋转。
2019-04-19 09:02
“火星快车”:我是认真的  4月1日,欧洲空间局(ESA)发布了对争论多年的火星甲烷探测结果的一次独立验证,其“火星快车”号(Mars Express)探测器证实了之前“好奇”号火星车的测量结果。
2019-04-19 09:00
记者从18日在京举行的月球和深空探测国际学术研讨会上获悉,中国航天科技集团五院正在抓紧组织开展嫦娥五号、嫦娥六号和中国首个火星探测器等重大工程任务。
2019-04-19 08:59
携号转网,是促进电信市场竞争的一个硬措施。但是,事实证明,不解决市场竞争的结构性问题,硬措施也一样被软套路所消解。
2019-04-18 09:35
对地球气候的科学诊断,要依赖一些数据指标:全球平均温度、海平面高度、南极冰川、山地冰川等。
2019-04-18 09:29
加载更多