对其他行星的探测

第七节　对其他行星的探测

在八大行星中，天王星和海王星都距我们十分遥远。至今，人类没有发射过专门的空间探测器去拜访天王星和海王星，只是美国旅行者2号探测器在1986年和1989年分别飞往天王星与海王星时进行了走马观花式的近距离顺路探测，以及用哈勃空间望远镜对它们进行了天文观测。

天王星是太阳系的第7颗行星，距太阳的平均距离有29亿千米。1986年1月24日旅行者2号在距天王星8万千米的地方掠过，对它作了46天的考察，第1次精确地测得天王星的公转和自转周期，天王星绕太阳公转1周大约相当于84个地球年，自转周期是16.82小时。这次探测超过了自天王星发现以来205年积累的成果。

天王星

从旅行者2号探测器发回的照片上，科学家发现天王星大气中氦的含量为10%～15%，其余为氢，还有少量其他气体。大气中有风暴云，南极上空有棕色雾霭，南极高层大气受太阳照射的温度为1800℃，而处在黑夜中的北极高层大气温度更高，达2400℃，这与地球上的温度变化正好相反。

天王星有扭曲的磁场，有辐射强度与地球相当的辐射带，新发现了10颗直径约数十千米大小的小卫星，使天王星卫星总数增至15颗;天王星至少有20条光环，而在地面上只能看见9条，这些光环很暗，主要由冰和石块组成。

旅行者2号探测器先后造访天王星和海王星

旅行者2号还发现，天王星的表面被汪洋大海所覆盖，其深度达8000千米，温度高达几千摄氏度。由于其海洋上面包围着厚达几千千米的大气层，所以超高温的海水未能沸腾。

在天王星的云层中，还发现有向外喷射的气流，大气层中有猛烈的风暴，风速达1600千米/时。在它的天空中有奇异的“电辉光”，这可能和氢的存在有关。在天王星的卫星中发现，天卫一是天王星中最亮的1颗卫星，上面有1条巨大的峡谷;天卫二则是天王星中最暗的1颗卫星，上面有两块白斑;天卫三上有白色的覆盖物，可能是冰，其地貌以断层和裂谷为特征;天卫四上有一片星罗棋布的陨石坑和一座高6400米的高峰;天卫五上有一座24千米高的山峰和一个16千米深的峡谷。

旅行者2号揭示了天王星的两个谜:一是它的体积是地球的64倍，但质量仅为地球的11.6倍，这是因为天王星的构成与地球不同，后者以铁石为主，故密度比前者大得多;二是天王星的磁场强度很弱，只有地球磁场强度的1/10，而且它的磁场方向不是朝着星体旋转的轴线，其磁轴偏离它的自转轴55°，这种扭曲的无规则的磁场可能是由它巨大的海洋和岩芯缓慢搅动所引起的。

科学家据探测结果认为，天王星是由数百万个彗星相结合形成的，这些彗星本是巨大的冰块，但在形成行星过程中受到高压和冲击作用产生高温，使冰球变成了水球。

1989年8月25日，旅行者2号探测器飞越海王星，这是人类首次用空间探测器探测海王星。它在距海王星4827千米的最近点与海王星相会，从而使人类第一次看清了远在距地球45亿千米之外的海王星面貌。它发现了海王星的6颗新卫星，使其卫星总数增至8颗;首次发现海王星有5条光环，其中3条暗淡、2条明亮。

从旅行者2号拍摄的6000多幅海王星照片中发现，海王星南极周围有两条宽约4345千米的巨大黑色风云带和一块面积有如地球那么大的风暴区，它们形成了像木星大红斑那样的大黑斑。这块大黑斑沿中心轴向逆时针方向旋转，每转360°需10天。海王星也有磁场和辐射带，大部分地区有像地球南北极那样的极光。海王星的大气层动荡不定，大气中含有由冰冻甲烷构成的白云和大面积气旋，跟随在气旋后面的是时速为640千米的飓风。海王星上空有一层因阳光照射大气层中的甲烷而形成的烟雾。

海王星

旅行者2号还飞向海卫一进行了考察，发现海卫一确是太阳系中唯一一颗沿行星自转方向逆行的大卫星，也是太阳系中最冷的天体。它比原来想像的更亮、更冷和更小，表面温度为－240℃，部分地区被水冰和雪覆盖，时常下雪。上面有3座冰火山，曾喷出过冰冻的甲烷或氮冰微粒，喷射高度有时达32千米。海卫一上可能存在液氮海洋和冰湖，到处都有断层、高山、峡谷和冰川，这表明海卫一上可能发生过类似地震的现象。海卫一上有一层由氮气组成的稀薄大气层，它的极冠被冻结的氮形成一个耀眼的白色世界。

虽然，曾一度位于九大行星之列的冥王星惨遭降级，被驱逐出了九大行星，而且20世纪人类也没有就近探测它，但在科学家眼中，探测冥王星将有助于解开诸多谜团。

1994年哈勃空间望远镜曾拍摄到冥王星的照片，照片清晰地显示了冥王星的表面有12个明暗不同的区域，亮区是因严寒冻结而成的固态氮，暗区系甲烷凝霜所致。它具有类似地球的覆盖着坚冰的两极，确是一个浑圆的球体。自1930年发现冥王星以来，对它的身世和详细情况一直不很清楚，因此在未来空间探测中它将成为人们关注的一个目标。

人类历史上首个造访冥王星的探测器“新地平线”号于美国东部时间2006年1月19日下午(北京时间20日凌晨)在佛罗里达州卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心发射升空。

这个钢琴大小的飞行器原定于1月17日发射，但由现场气象条件不好与停电事故两度被迫推迟进行。据悉，“新地平线”号探测项目耗资约7亿美元，宇航器计划在飞行了48亿千米后，于2015年年中前后抵达冥王星附近空域。除了探测神秘的冥王星外，“新地平线”号的太空之旅还将研究冥王星的主要卫星冥卫一以及两个最新发现的冥王星卫星。

这张由美国宇航局发布的效果图显示的是“新地平线”号冥王星探测器在太空中运转的情形

美国航宇局还计划在冥王星处于在近日点的2010年3月左右，研制发射一个名叫快车号的冥王星探测器。这个探测器是1个宽0.5米的六边形柱体，装有1架探测冥王星地质地形的可见光照相机、1台用于记录高层大气特征的紫外分光仪和1个测量低空大气特征的振荡器等仪器。冥王星探测器的能源由1台放射性同位素发电机提供，总功率65瓦。由于冥王星的自转速度太慢，所以需同时用2个探测器才能对它的全貌进行有效的探测。但只有到这项计划实施之日，人们才能揭开这最后一颗被探测的行星的真实面貌。