目标：冰巨星！

旅行者2号捕获了天王星(左)和海王星(右)。资料来源:美国航天局

行星科学家准备挑战天王星或海王星，太阳系中最远和最少探索的行星。

长期以来，科学对这些被称为冰巨人的蓝绿色行星知之甚少。这些行星甚至有一次被宇宙飞船访问过。然而，在未来10年组织一次探索任务的压力很大，因为科学家希望利用即将到来的行星排列，这将大大缩短旅行时间。

美国宇航局戈达德太空飞行中心的行星科学家艾米·西蒙说，人们对这些冰巨人的兴趣正呈指数级增长。今年1月，西蒙和其他人在伦敦皇家学会组织了一次会议，讨论这些任务。

目前，美国国家航空航天局的旅行者2号是唯一拜访过天王星和海王星的航天器。20世纪80年代，“旅行者2号”短暂飞越了这些行星。西蒙说，对于许多研究人员来说，冰巨人代表了新的领域——行星环、大气、卫星和海洋研究。

海王星、天王星和木星罕见的组合将会在2030年初再次出现，届时一艘宇宙飞船将被允许在飞往一个冰巨人的途中绕着木星弹射。这将减少航行时间，并使航天器在其仪器和动力系统的寿命(通常为15年)内到达目的地。它还将减少飞船携带全套科学仪器所需的燃料量。

为了利用这个机会，海王星的探索任务需要在2031年左右发射，天王星的任务需要在2030年中期发射。

加利福尼亚州帕萨迪纳喷气推进实验室的行星科学家马克·霍夫施塔特在伦敦会议上说，这个窗口是发射的最佳时机。“我们不想错过这个机会，”但时机紧迫。

这些任务通常需要7到10年的准备时间。美国宇航局能否给他们开绿灯将取决于该机构在2022年行星科学十年调查中的优先考虑。海王星或天王星也将面临从火星返回样本或探索金星的竞争。

然而，英国莱斯特大学的行星科学家利·弗莱彻说，火星和金星的任务是基于几十年的探索，“天王星和海王星是真正独立的，因为我们还没有完成第一阶段的探索。”他也是会议的组织者之一。

弗莱彻说，天王星和海王星的探测任务应该包括进入轨道和发射至少一个探测器到它的大气层或它的一颗卫星，就像卡西尼-惠更斯，美国航天局和欧洲航天局(欧空局)的联合任务，在土星。

科学家认为天王星和海王星就像孪生兄弟，因为它们的大小和质量相似。瑞士苏黎世大学的行星科学家拉维特·海勒德在会上说，但是没有人知道它们有多相似，它们的组成是什么，它们是如何形成的。这个模型很难解释这些行星的内部结构，或者为什么遥远的海王星看起来比天王星更温暖。每个人都认为它们是由水或氨冰构成的，海勒德说，“但事实上我们不知道。”

英国布里斯托尔大学的系外行星科学家Hannah Wakeford说，参观这些冰巨人对系外行星的研究也是有益的。大约40%的已知系外行星是冰巨人大小。了解这些行星的大小和大气有助于加深我们对太阳系的理解。

代表们一致认为，他们很乐意参观这两颗行星中的任何一颗，因为它将产生丰富的成果。尽管研究表明在一次任务中向两颗行星发射探测器是可行的，但这将是昂贵的。

因此，一些科学家认为海王星非常有吸引力，因为海卫一似乎在地质上很活跃，并且可能有一个含有液态水的地下海洋。然而，霍夫施塔特说，天王星比海王星有更多“奇怪”的特征，这对现有的科学模型提出了挑战。弗莱彻认为发射窗口也使探索地球成为一个更现实的目标。

其他人担心时间太紧。欧空局战略规划负责人法比奥法瓦塔(Fabio Favata)在会上表示，对于太空探索来说，窗口期就像“后天”。他说，欧空局已经在为2030年代初的两项主要任务做准备。即使它的首要任务是访问这些冰巨人，该机构也无法赶上发射窗口。