给下一轮十年太空探测计画的优先建议：去天王星！

由行星科学家们组成的委员会，在最新一期给NASA的「十年行星科学发展计画」中，建议NASA将天王星的探索任务列为最优先。

天王星是太阳系中的第七颗行星，直径约是地球的 4 倍大，但人类却对天王星所知不多。

NASA最新报告出炉

非政府组织学术机构「美国国家学院（ the National Academies ，发布了最新一期行星科学与天体生物学的十年战略报告。本报告涵盖 2023 2032 年国家学院对 NASA 提出的优先任务战略建议，近乎出人意料的是，这次清单首位的建议是发射天王星轨道卫星、以及可进入天王星大气层的探测器。

专家：应该去天王星看一下

行星科学十年调查（ The Planetary Science Decadal Survey ）是由 NASA 委托美国国家学院每十年编纂一次的报告，简称「十年（ the decadal ）」。自 2002 首度发布、经过 2011 年，本次為第三次发行。有别於「天文学与天体物理学十年调查（Astronomy and Astrophysics Decadal Survey）」建议投入预算在透过大型（太空）望远镜观测深空，行星科学家藉由十年调查检视在太阳系中的主要探索目标、排列优先顺序，提供 NASA 一个不牺牲探测其他行星的平衡计划。

NASA未来将编列高达千亿元的预算，用来探索距离地球约28亿公里远的天王星。

人类真的了解天王星吗？

本次的报告书以「起源、星体、与生命（ Origins, Worlds, and Life ）」為题，旨在了解太阳系的起源与演化；生命在什麼样的条件下可以生存；以及如何在太阳系内外寻找潜在的可居住环境。

儘管天王星在太阳系中的存在感十分巨大（直径约地球的 4 倍），但人类对天王星所知并不如想像得多。距离天王星最近的一次接触仅有 NASA 在 1977 年发射、直到 1986 年底飞掠该行星的航海家 2 号（ Voyager 2 ）任务，当时从大气层上 8 万多公里所拍下的蓝绿色行星仍是至今最清晰的天王星彩色照片。

行星科学家认為，天王星的蓝绿色可能是源自于大气当中的甲烷云，且主要由岩石、冰、氢、氦等成分构成，但是只有透过轨道卫星、及探测器才能确知。相对於类地行星与木星、土星至今都曾进行过轨道环绕探测，我们对於天王星与海王星的实际认识仍接近空白。

图為NASA拍摄到的天王星，左方是镜头下真实色彩的天王星，右方则是假色影像中的天王星，由无人探测船航海家 2 号於1986年所生。

非探索不可的理由

探索类似天王星与海王星这种大型的冰行星的重要性在於，NASA 近期公布已发现 5,000 个太阳系外行星，行星科学家认為这种冰巨行星是最常见的行星之一，而非我们更早开始探索的气态巨行星ーー如木星与土星。

下一个十年适合探测天王星的理由还有一个，在於行星的排列位置。根据报导，若在 2031 或 2032 年发射，将可利用木星的重力抛摆（ gravity assist ）将探测器加速甩出，使去程时间缩减到 13 年。

别忘了最有潜力的土卫二

除了天王星任务之外，列於本次十年报告书优先清单上的第二位是探索土卫二（ Enceladus ，土星的第六大卫星）任务。过去主要以探索土星及土卫六（ Titan，土星最大卫星 ）為目标的卡西尼ー惠更斯号（ Cassini–Huygens ）曾在 2005 年多次飞掠土卫二，取得大量数据。藉由测量数据结果， 2014 年 NASA 表示发现土卫二存在大量液态水的证据。科学家认為土卫二作為一个海洋世界的星体，是至今為止最活跃、也最容易进入的。

图為美国毅力号火星探测车，已於2021年2月顺利登陆火星。

拓展人类对系外行星的认识

「十年」提出令人心动的新任任务，但也强调没有必要将毅力号火星探测车（ Perseverance rover ）采集的岩石样本带回地球更重要的事。

当我们想起毅力号火星探测任务的主要目标，是為了天体生物学寻找古代生命证据时，会发现无论是天王星探索所体现、试图了解普遍存在我们宇宙的冰巨行星世界，抑或是探索土卫二海洋、以寻找生命跡象為目标，贯穿十年计画的主题确实切中报告书的要旨：「 Origins, Worlds, and Life」。

等待机会成形

欧洲太空总署（ ESA ）於 2021 年提出 Voyage 2050 长程计画，任务主题中包含了针对巨行星卫星的探索，也提及美欧太空合作的经典计画「卡西尼ー惠更斯号任务」。考虑到这笔预估高估低 42 亿美元（折台币约1,230亿4,362万元）的巨额计划经费，未来是否有机会看到世界两大太空强权再度携手大型探测、飞往天王星？期待从新世代天文学家手中看见研究成果的那一天！