本周美國天文學界再次發布行星科學十年調查報告，為2023年至2032年的行星科學和天體生物學任務確定優先事項。其中大項任務有向天王星和土衛二發射軌道飛行器，此外還有將火星、月球以及穀神星的原始樣本送回地球等較小任務。

2021年底，美國國家科學院牽頭髮布過一次天文學十年調查報告，重點關注探索遙遠天體，建議優先建設大型光譜太空望遠鏡。

本週發布的第二項十年調查報告重點關注天文學家和行星科學家對太陽系內天體的研究，最終能否實施主要取決於行星科學預算是否能趕得上通貨膨脹速度。

大項任務

這次十年調查報告主題幾乎涵蓋了對太陽系內大大小小天體的研究。比如探索太陽系內小天體中的物質，從而推斷出原行星盤中行星形成的細節；對系內行星進行深入觀察，跟踪自誕生以來的演化過程。其中的優先研究事項有月球形成、行星內部和大氣信息、行星演化過程中的影響因素。此外，天文學界還將重點研究地外天體現在或過去存在生命的可能性。

其中最貴的項目是天王星軌道飛行器和探測器(Uranus Orbiter and Probe,UOP)。就像早期的伽利略號和卡西尼號探測器一樣，UOP由軌道飛行器和大氣探測器組成，其中大氣探測器將扎進天王星，為科學家提供更多探測信息。理想情況下，UOP將在未來十年內建成，並在2032年結束的窗口期內發射升空，利用木星的引力輔助效應飛往天王星。

十年調查報告之所以選擇天王星，是因為在此之前人類已經對氣態巨行星木星和土星做了廣泛研究，但只有旅行者號探測器造訪過冰巨星。系外行星調查顯示，海王星大小的行星在銀河係其他地方很常見，相比之下天王星更有趣。科學家推測其在早期階段曾遭到撞擊，導致自轉軸移動了近90度，而且恰好比海王星要近得多。

在預算充足的情況下，十年調查報告還建議對土衛二進行探索。科學家認為，土衛二的冰下海洋和間歇噴泉在不斷將一些物質釋放到太空中。土衛二軌道飛行器將飛過這些間歇噴泉的羽流，分析成分，然後在星球表面著陸，整個計劃將為期兩年時間。報告建議在2050年之前及時發射軌道飛行器，屆時土衛二軌道變化將為有間歇噴泉的南半球帶來更多陽光。

對天體進行採樣

科學家可以用各種科學儀器來深入研究返回地球的天體樣本。受最近幾次成功將樣本帶回地球的啟發，未來十年將會有各種各樣的類似任務。

其中將火星樣本帶回地球是首要任務。調查報告總結道：“這十年，美國國家航空航天局（NASA）機器人探索工作的最高科學優先任務應該是盡快將火星樣本帶回地球。”其中包括向火星發送設備，收集毅力號火星車目前採集到的樣本，目前項目細節仍在製定當中。調查指出，人們普遍擔心預算會隨著時間推移而激增，因此建議將預算限制在53億美元，在此之後應該獲得額外資金。

調查報告還建議投資建造火星生命探測器，並在遠離火星極地地區的冰層附近著陸。科學家已經確認那裡有值得研究的冰沉積物。

報告還建議為探索月球打造一個類似的月球車以及樣本返回計劃，其中名為“耐力- A”的月球車將在月球南極的大型撞擊坑中漫遊，收集100公斤的月球樣本，並通過NASA阿爾忒彌斯計劃的載人登月任務將樣本帶回地球。而這部月球車本身有望通過NASA斥資26億美元打造的商業月球有效載荷服務(Commercial Lunar Payload Service)抵達月球。

在中等規模的“新邊疆”項目方面，調查報告認為新增預算可以支持至少一個或兩個任務，其中包括將一顆彗星、穀神星或特洛伊小行星的樣本送回地球。

而其他選擇還包括向土衛六發射軌道飛行探測器，並在土衛二軌道飛行器前往目標天體之前執行多次飛越任務。除了探索土星，科學家還可以選擇在月球上安裝地球物理監測網絡或在金星表面部署著陸探測器。

不只是科學研究

調查報告還研究了預算情況，考慮預算增長無法趕上通脹速度時可能需要削減哪些開支。NASA行星科學部已經將研究分析方面的資金調到預算的10%以下，調查報告認為，這可能會導致NASA無法從部署的硬件中獲得完整分析結果。

最後，調查報告還提到了行星防禦。十年調查報告建議啟動一項調查任務，確定可能構成威脅的近地天體。此外調查報告還建議開發新技術，以便發現真正維修時能快速進行干預。