太陽系 以核動力推進，用木星加速！我國正論證全球首次繞測海王星計劃
我國天問一號探測器和祝融號火星車正在對火星進行探測，但火星只是距離我們地球第二近的行星，太陽系中有八大行星，還有很多衛星和數百顆矮行星，太陽系之外的星球就更多了。人類未來的發展終究還是需要探測這些天體，但依靠現有的航天技術是不夠的，太空探索方面的需求也正在催生著新的航天推進技術。
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近日，我國有多位航天專家和工程師在《中國科學：技術科學》雜志上發表研究論文，提出了讓核反應堆電源提供電能，利用電推進技術的高比沖特性助推探測器，可以利用更少的燃料和更快的速度在太空中飛行，再輔以精巧的深空軌道設計，比如利用地球、木星、土星等的引力彈弓效應給探測器加速，那么只需要利用長征五號火箭的運載能力，就可以滿足對海王星的探測器環繞探測任務。
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海王星是太陽系八大行星中最外圍的一顆，距離地球平均約30個天文單位，運行時與地球的距離在43~47億公里之間，海王星軌道之外一般被認為外太陽系，由于海王星被認為包含了太陽系原恒星云的狀態條件和行星形成的位置信息，對它的探測活動或將在宇宙起源、天體起源等方面獲得重大的科學發現，而且海王星的衛星海衛一具有軌道逆行、自轉軸垂直于公轉軸和“火山噴發”等現象，也具有很高的探索價值，因此天文學家們對海王星探測極其關注。
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由于海王星距離我們地球極為遙遠，依靠現有的航天技術，探測器到達海王星大約需要經歷15年的時間，但是利用核反應堆電能和電推進技術，以及利用地球和木星等的“引力彈弓”效應的多次加速，將可以有效縮短探測器奔向海王星的飛行時間。
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文章還稱稱論證中的我國海王星環繞探測器為3噸重的啞鈴形飛行器，配備10千瓦的核反應堆提供電能，太空飛行時依靠全電推系統，信號傳輸方面是3.75米口徑的Ka/X雙頻段通信天線，探測器上將配備50公斤科學儀器，包括4顆微納衛星。預估該探測器2030前后發射，2040前抵達海王星，這樣就有5年的探測時間。
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當探測器進入海王星引力范圍后，可利用這氣上自帶的10千瓦功率的核反應堆電源為大功率電推進發動機供電，利用該發動機的反推力減速，減速時間大約歷時一年，在這一過程中，這臺探測器將為海王星引力捕獲并進入環繞海王星運行的軌道。這樣一來就可以在探測器大約15年的有效壽命中完成對海王星的繞行探測。
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由于海王星距離遙遠，這對探測器的信號接收與輸出也提出了更大的挑戰，因此海王星探測器的天線功能必須十分強大，要比天問一號火星探測器的通訊設備強大的多才行，因此需要采用更高通信頻率的Ka頻段、并提高衛星天線口徑，并利用高效率編碼技術等手段，還有科學探測與數據回傳交替開機策略，將其綜合利用，可以有效確保探測數據及時回傳地球。
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迄今為止，人類還并未對海王星進行環繞探測過，美國宇航局僅在1989年利用旅行者2號探測器對海王星進行了一次短暫的飛掠探測，目前包括美國在內，還并沒有哪個國家有在2030年之前確保進行海王星探測的計劃，因此如果我國能在2030年之前發射海王星環繞探測器，那么很可能將創造對海王星的首次進行環繞性詳細探測歷史，并且這也將是對我國太空探測器深空遠航方面的一次重大技術提升。目前該工作得到了國家航天局民用航天預研項目的資助，期待這一深空探測計劃早日實現。【 太陽系|以核動力推進，用木星加速！我國正論證全球首次繞測海王星計劃】
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參考資料：《中國科學·技術科學》雜志5月28日文章《中國航天工程師提議：海王星探測器用大功率核反應堆發電電推》
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