你有沒有想象過去天王星旅行?你會怎樣設(shè)計這次旅行呢?你想不想探索一下天王星的衛(wèi)星米蘭達的令人心驚膽戰(zhàn)的地形?

天王星(Uranus)，為太陽系八大行星之一，是太陽系由內(nèi)向外的第七顆行星，其體積在太陽系中排名第三(比海王星大)，質(zhì)量排名第四(小于海王星)，幾乎橫躺著圍繞太陽公轉(zhuǎn)。

近期，星球科學(xué)家們設(shè)計了一次去天王星的假想旅行，他們結(jié)合最新的發(fā)明和最前沿的技術(shù)，探索理想中宇宙飛船應(yīng)該是什么樣子的。

在美國地球物理聯(lián)合會議上，來自加州理工大學(xué)噴氣推進實驗室的資深科學(xué)家Mark Hofstadter教授闡述了他關(guān)于登陸天王星的想法。

下面我們來看看Mark Hofstadter教授是怎么設(shè)計他的宇宙飛船的。

核動力-離子發(fā)動機

宇宙飛船和其他交通工具一樣，需要電力來發(fā)動引擎，進而使燃料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)提供動力，使飛船前進。

Hofstadter 教授認(rèn)為應(yīng)該使用核電池，利用钚元素的衰變給電池提供能量，因為在太空中，陽光是很稀缺的，利用太陽能發(fā)電可行性較低。

旅行者一號、二號和卡西尼號都曾使用放射性同位素作為能量源，可以輕松到達太陽系外部。

它們采用氙氣作為燃料，因為氙氣非常穩(wěn)定，很容易被壓縮，所以飛船可以輕松地攜帶大量的氙氣，足以到達任何想去的地方。

自動駕駛技術(shù)

相對于使用傳統(tǒng)化學(xué)燃料，核動力離子發(fā)動機使飛船的飛行速度減慢10倍，這樣在飛躍環(huán)帶、衛(wèi)星、行星時可以拍攝出更穩(wěn)定、清晰的照片。但是，想用充分發(fā)揮核動力離子發(fā)動機的性能，需要應(yīng)用自動駕駛技術(shù)。

Hofstadter教授說：“因為我們不知道天王星衛(wèi)星的精確位置，也不知道飛船和天王星的距離，因為大部分天王星的衛(wèi)星只能從遠處觀察到，他們的大小和軌道都不清楚。”

“因為存在這么多不確定因素，很難保持他們和飛船的安全距離，必須應(yīng)用自動駕駛技術(shù)。”Hofstadter教授說。

如果使用自動駕駛技術(shù)，飛船通過相機確定和星球的距離，可以自動調(diào)整飛行軌道。Hofstadter認(rèn)為“這就像汽車無人駕駛一樣，在太空中遇到奇特的地形，飛船可以貼近地面拍攝高精度照片，同時自動調(diào)整飛行軌道以保持平穩(wěn)”。

事實上，這項技術(shù)在之前的一艘宇宙飛船上已經(jīng)試驗過，相關(guān)參數(shù)正在改進。

三件套著陸器

有了核動力離子發(fā)動機和自動駕駛技術(shù)，人類可以到達太陽系內(nèi)任何想去的星球。

Hofstadter教授計劃攜帶三個著陸器，這樣他們就可以攜帶任何裝備登陸，小到照相機，大到一整套重力、磁場和組分探測儀器設(shè)備。

理想的宇宙飛船可以考察天王星的全部27個衛(wèi)星。Hofstadter教授認(rèn)為“我們不必現(xiàn)在決定研究哪一個衛(wèi)星，可以到了再做決定”，“我們可以把三個著陸器放到一個衛(wèi)星，進行地震波測試，探測其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，也可以到時候決定把它們放到三個衛(wèi)星”。

現(xiàn)在，NASA還沒有前往天王星或海王星的計劃。但早在2017年，Hofstadter教授和他的團隊就呼吁現(xiàn)在迫切地需要這么一個計劃，他們希望技術(shù)的不斷發(fā)展和理念的不斷創(chuàng)新能夠促成這已計劃。

或許，人類登上天王星的日子真的不遠了。