一万年一次的大好机会！太阳系边缘天体赛德娜探测器最佳发射时机2029年

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　　翻译：李想
　　校译：刘思慧 涂天宇
　　美编：余家劲
　　后台：库特利亚芙卡 李子琦 董腾晨 胡永葳
　　原文链接：https://sorae.info/space/20220126-sedna.html
　　发布于2004年的太阳系边缘天体「赛德娜」（左）的想象图。远方明亮的发光天体为太阳（右）（来源: NASA/JPL-Caltech）
　　以俄罗斯宇宙科学研究所的Vladislav Zubko为首的研究小组发表了利用无人探测器对太阳系边缘天体＂赛德娜＂（小行星90377，Sedna）进行近距离探测的研究成果。赛德娜的远日点约为1000天文单位，近日点约为76天文单位，距离地球相当遥远。研究小组称，将探测器送往赛德娜的最佳时机在距今7年后的2029年。
　　※…1天文单位（au）= 约1亿5000万km，即日地间平均距离
　　近距离探测赛德娜 最佳发射时间2029年
　　太阳系边缘天体是太阳系天体中比海王星（距离太阳30天文单位）更远的天体的总称。赛德娜于2003年被发现，推断其直径约为1000km，如前所述近日点约76天文单位，远日点约1000天文单位，轨道为椭圆形（半长轴约510天文单位），公转周期约11500年。
　　根据美国航空航天局・喷气推进实验室（NASA/JPL）的小行星数据库显示，赛德娜将于2075年8月通过近日点。换言之，赛德娜时隔11500年最接近太阳的时机，还有半个世纪左右就会到来。
　　赛德娜（小行星90377，Sedna，白色）和行星的公转轨道及2022年1月24日所在位置的示意图。赛德娜在海王星（Neptune，淡青色）外侧以巨大的椭圆形轨道绕日公转，周期11500年（来源于JPL小行星数据库）（来源: NASA/JPL-Caltech）
　　NASA＂新视野号＂探测器于2015年7月飞掠矮行星＂冥王星＂，在距离太阳约29.5-49.3天文单位的轨道上公转。虽然就连近日点都比冥王星还要远2倍左右，但是发射探测器去赛德娜直接观察，应该在不久的将来就会到来。
　　此次研究小组假设探测任务将在2029-2037年开始进行，调查了能够现实地将探测器送往赛德娜的最佳时机。然而，为了让探测器进入赛德娜的环绕轨道，就必须搭载大量的推进剂。因此，此次的研究设定为与新视野号冥王星探测任务一样，采取只进行一次探测的飞掠探测形式。
　　论文提出，最佳条件下的发射时间可能在2029年。当年10月发射的探测器将利用金星、地球、木星的引力进行绕行星变轨（利用天体引力改变轨道）来修正自身轨道，并在2059年10月抵达赛德娜（飞行时间设定为30年的情况）。
　　假设2029年发射，飞行时长30年时的探测器飞行线路示意图。利用金星、地球、木星进行总计4次的绕行星变轨后抵达赛德娜（来自发表在arXiv上论文的预印本，Credit: Zubko et al.）
　　研究小组称，除2029年以外，2031年、2034年实施发射也较易于探测器利用行星引力进行绕行星变轨，看上去同样是比较好的时机。俄罗斯联邦航天局介绍了本次研究的内容，称最短抵达赛德娜的飞行时长将依情况而定，若2029年发射则可缩短至不到18年，2031年则为26年，而2034年的情况下为23年。
　　进行绕行星变轨也能够得到观测行星的机会，比如2034年发射的情况，就可以增加海王星的绕行星变轨，可以进行自1989年旅行者2号以来对海王星的再次近距离探测。并且，当探测器穿过火星木星间小行星带之际会近距离经过比较大的小行星，2029年发射的话会经过王后星（20 Massalia），而2023年发射的话会经过灵神星（16 Psyche），使对它们的近距离探测成为可能。
　　2019年1月新视野号探测器飞掠柯伊伯带天体＂天涯海角＂。长轴长为35km，比赛德娜更小。
　　（Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Roman Tkachenko）
　　在海王星轨道外侧公转的类似赛德娜的天体，被认为是能够揭示太阳系形成初期形态的原始天体。只是，这些天体距离地球过于遥远，观测难度很大。对冥王星以外天体的近距离观测，就只有2019年1月新视野号飞掠观测的柯伊伯带天体（海王星轨道外侧呈圆盘状分布的小天体）＂天涯海角＂（486958 Arrokoth）了。
　　此次研究调查了向赛德娜发送探测器的实际时机，虽然还没有确定具体的探测任务计划，但如果一旦实施的话，人们就应该能够加深对太阳系形成机制及初期形态的理解。
　　责任编辑：王雨阳
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