天王星与海王星原位探测的科学依据
地球与行星天体物理
2018-06-06 v1
摘要
冰巨星天王星和海王星是太阳系中了解最少的行星类别，但却是观测最频繁的系外行星类型。推测天王星和海王星具有一个较小的岩石核心，包含约70%重元素的深部内部被更稀薄的外层H2和He所包围，它们与已被充分探测的气态巨行星木星和土星存在根本差异。由于缺乏专门的探测任务，我们对这些遥远世界的成分和大气过程的了解主要来源于地基天文台和空间望远镜的遥感观测。因此，天王星和海王星的物理和大气性质仍受到 poorly constrained，它们在太阳系演化中的作用也未得到充分理解。因此，冰巨星系统的探测是一项高优先级的科学目标，因为这些系统（包括磁层、卫星、环、大气和内部）对我们关于行星形成和演化的理解提出了挑战。本文描述了未来对冰巨星进行原位探测所要解决的主要科学目标。一个目标为10巴层级（位于对流层顶下方约5个标高）的大气进入探测器将有助于深入了解两大主题：i）冰巨星的形成历史，以及更广泛地，太阳系的形成历史；ii）行星大气中发生的过程。探测器将在降落伞下降过程中测量成分、结构和动力学，数据通过载机中继航天器作为中继站传回地球。此外，本文还提出了可能的任务概念和合作伙伴关系，并描述了一种冰巨星探测器载荷的初步方案。冰巨星大气探测器可以代表欧洲空间局（ESA）对未来NASA冰巨星旗舰任务的重要贡献。
引用
@article{arxiv.1708.00235,
title = {Scientific rationale for Uranus and Neptune in situ explorations},
author = {O. Mousis and D. H. Atkinson and T. Cavalié and L. N. Fletcher and M. J. Amato and S. Aslam and F. Ferri and J. -B. Renard and T. Spilker and E. Venkatapathy and P. Wurz and K. Aplin and A. Coustenis and M. Deleuil and M. Dobrijevic and T. Fouchet and T. Guillot and P. Hartogh and T. Hewagama and M. D. Hofstadter and V. Hue and R. Hueso and J. -P. Lebreton and E. Lellouch and J. Moses and G. S. Orton and J. C. Pearl and A. Sanchez-Lavega and A. Simon and O. Venot and J. H. Waite and R. K. Achterberg and S. Atreya and F. Billebaud and M. Blanc and F. Borget and B. Brugger and S. Charnoz and T. Chiavassa and V. Cottini and L. d'Hendecourt and G. Danger and T. Encrenaz and N. J. P. Gorius and L. Jorda and B. Marty and R. Moreno and A. Morse and C. Nixon and K. Reh and T. Ronnet and F. -X. Schmider and S. Sheridan and C. Sotin and P. Vernazza and G. L. Villanueva},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.00235},
year = {2018}
}
备注
Submitted to Planetary and Space Science