ESA“旅程2050”空间科学规划确定大型任务科学主题
6月11日,欧洲空间局(ESA)科学计划委员会正式宣布“旅程2050”(Voyage 2050)空间科学规划将在2035~2050年时间框架内开展3项大型任务的优先科学主题,分别是:巨行星卫星、系外行星或银河系、早期宇宙[1]。
ESA科学部主任称,当前一轮空间科学规划“宇宙憧憬”(Cosmic Vision)已经明确至本世纪30年代中期的空间科学任务,接下来应着手规划更长远的未来任务所需的科学和技术主题,ESA为此启动了“旅程2050”科学主题遴选工作。此次为3项大型任务选定的优先主题如下。
(1)巨行星的卫星。研究太阳系天体的宜居性对于了解生命起源至关重要,同时有助于寻找系外类地行星。在“卡西尼-惠更斯”任务和ESA即将开展的“木星冰月探测器”(JUICE)基础上,计划开展外太阳系探测任务,利用先进科学仪器研究巨行星卫星的内部海洋与其近地表环境之间的关系,并尝试搜寻生命信号。该任务还可能包括着陆器或无人机等原位探测器。
(2)从温和的系外行星到银河系。银河系是认识星系运行机制的基石,包含着数以亿计的恒星和行星,以及暗物质和星际物质,但目前人们对这一生态系统的理解仍很有限。详细了解银河系的形成历史及其“隐藏区域”是认识星系运行机制的关键。另外,通过首次直接探测系外行星大气的热辐射谱,在中红外波段对温和的系外行星进行表征,可以更好地了解这些系外行星是否真正拥有宜居的表面条件,实现重大突破。
虽然系外行星主题具有较高的科学优先级,可在“系外行星表征卫星”(CHEOPS)、“行星掩星及恒星振荡”(PLATO)、“系外行星大气遥感红外大规模巡天”(Ariel)等任务结束后继续巩固ESA在系外行星探测领域的领导地位,但仍需科学界充分参与,帮助ESA在银河系中不易观测的区域和温和的系外行星之间做出选择,评估在大型任务条件限制下任务取得成功的可能性和可行性。
(3)早期宇宙的新物理学探测。宇宙是如何起源的?最初的宇宙结构和黑洞是如何形成和演化的?这些基础物理学和天体物理学领域中的核心问题有望利用新的物理学探测方式得以解决,例如以高精度或在新的光谱窗口探测引力波,或者对宇宙微波背景开展高精度光谱探测等。在“普朗克”探测器(Planck)取得的突破性科学成果和未来“激光干涉仪空间天线”的预期科学回报基础上,这一主题将利用仪器技术的进步为科学发现开启巨大的潜力空间。未来还需开展更多研究,并与科学界充分互动,对这一主题开展的任务形成共识。 (韩淋)
[1] Voyage 2050 sets sail: ESA chooses future science mission themes. https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Voyage_2050_sets_sail_ESA_chooses_future_science_mission_themes