土星原位探测的科学依据
地球与行星天体物理
2015-06-19 v1
摘要
遥感观测在研究太阳系巨行星的整体大气成分时存在一些局限性。木星探测是一个显著的例子，说明了原位探测器测量的优越性：诸如稀有气体丰度的测定和氦混合比的精确测量等关键数据，仅能通过伽利略号 (Galileo) 探测器的原位测量获得。本文描述了未来土星原位探测旨在解决的主要科学目标，将伽利略号对木星的探测置于更广阔的背景下，并展望了对更遥远的冰巨星的未来探测。土星大气的原位探测解决了本文贯穿讨论的两个广泛主题：第一，我们太阳系的形成历史；第二，行星大气中发生的过程。在此背景下，我们详细说明了为何测量土星的整体元素和同位素组成将对原太阳星云中的挥发分储库施加重要约束。我们还表明，对土星上层对流层中 CO（或任何其他因与水反应而耗尽的非平衡物种）的原位测量将约束其整体 O/H 比。我们强调了区分竞争理论所需的关键测量，以阐明巨行星形成这一在行星系统中普遍存在的过程，其潜在应用可推广至大多数系外系统。对土星平流层和对流层动力学、化学及云形成过程的原位测量，将提供遥感研究无法触及的现象访问权限。文中设想了不同的任务架构，这将受益于强有力的国际合作。
引用
@article{arxiv.1404.4811,
title = {Scientific rationale of Saturn's in situ exploration},
author = {O. Mousis and L. N. Fletcher and J. -P. Lebreton and P. Wurz and T. Cavalié and A. Coustenis and R. Courtin and D. Gautier and R. Helled and P. G. J. Irwin and A. D. Morse and N. Nettelmann and B. Marty and P. Rousselot and O. Venot and D. H. Atkinson and J. H. Waite and K. R. Reh and A. Simon-Miller and S. Atreya and N. André and M. Blanc and I. A. Daglis and G. Fischer and W. D. Geppert and T. Guillot and M. M. Hedman and R. Hueso and E. Lellouch and J. I. Lunine and C. D. Murray and J. O'Donoghue and M. Rengel and A. Sanchez-Lavega and F. -X. Schmider and A. Spiga and T. Spilker and J. -M. Petit and M. S. Tiscareno and M. Ali-Dib and K. Altwegg and A. Bouquet and C. Briois and T. Fouchet and S. Guerlet and T. Kostiuk and D. Lebleu and R. Moreno and G. S. Orton and J. Poncy},
journal= {arXiv preprint arXiv:1404.4811},
year = {2015}
}
备注
Submitted to Planetary and Space Science