如果同一艘宇宙飞船不仅研究宇宙还研究半人马座天体家族会怎样？

　　凝视太空是一种久经考验的技术，可以让长途旅行过得更快，但在太阳系的尺度上并不常用。这正是一个科学家团队所采用的方法，他们希望有一天能对一个叫做半人马座的奇怪冰冷的天体家族发起一项任务。研究人员在 2019 年向 NASA提出了一项任务，该任务将由该机构较小的行星科学任务班的两个半人马座飞行。NASA 决定不去追求这个想法。最终，该过程以 2021 年 6 月选择了两个前往金星的新任务而告终。

　　但任务理念背后的科学家们还没有准备好放弃它。科罗拉多州西南研究所的行星科学家凯尔西·辛格（Kelsi Singer）说：“在你完成了一项宇宙飞船任务，并花费了所有时间思考如果你能做到这一点会多么惊人，你仍然对此感到非常兴奋。”

　　因此，辛格和她的同事重新审视了他们的想法并对其进行了升级。他们对任务可以带来的科学回报以及近距离访问半人马的重要性充满信心。但在两次飞越之间，航天器不得不进行巨大的跋涉，这让科学家们长达五年没有新的数据。那么，如果同一艘宇宙飞船不仅研究宇宙还研究神秘的冰体会怎样？这其中需要解决什么问题？

　　巡航并不令人兴奋。团队在最初的任务概念中考虑了一些选项来充分利用这段时间，但在他们升级这个想法时决定重新审视长途巡航。

　　科学家们决定，这样的太空望远镜需要是一种针对天体物理学进行优化的附加仪器，而不是经过改进的行星科学仪器，以确保每个人都能获得有价值的数据。

　　乘坐式太空望远镜不是用于进行行星科学或天体物理学的航天器的常用模型，但辛格和她的同事认为，即使对奇怪的冰冷半人马星不感兴趣的科学家，他们的任务也提供了一些真正的优势。

　　一方面，当然，没有大气干扰使视野模糊，但所有太空望远镜都是如此。前往半人马座的旅程将提供一种独特的仪器，它可能比被困在地球轨道上的哈勃太空望远镜拥有更广泛的视野和不同的角度观察太阳系中的物体。此外，太阳系内部的尘埃反射了深空任务可以避免的光线，从而增强了它的视野。

　　这不是一个可以吸引所有研究，甚至不适合所有研究的系统。但这并不需要；它旨在提高科学回报，而不是取代美国宇航局的太空望远镜舰队。“我们不想复制已经计划好的东西。”辛格说。“我们真的想尝试填补一个漏洞。”

　　即使增加了天文工作，任务的核心仍然是半人马。这些物体之所以得名，是因为它们具有小行星和彗星的特征，使天文学家想起了将人的头部和躯干与马的身体连接起来的神话生物。

　　科学家们知道半人马星是巨行星领域的新手，因为该地区是危险的区域。一个物体在行星与它相撞或向内或向外弹跳之前只能在外面晃动很长时间——在 100,000 到 1000 万年的范围内，这只是太阳系年龄的一小部分。

　　特洛伊小行星，其中大部分绕太阳运行的距离与木星的距离相同，有时被称为太阳系形成的“化石”——这就是为什么美国宇航局在 2021 年 10 月发射了露西任务，以飞越这些物体。但是，虽然半人马和特洛伊人很可能是在同一个寒冷的地方形成的，但特洛伊人到达木星轨道的时间要早于半人马离开冷冻室的时间。

　　“但还有更多。真正奇怪的是它们中的一些有环，我们不知道它们是如何形成的。”辛格说。

　　这些物体中最大的一个叫做Chariklo。Chariklo 于 1997 年被发现，直径约 190 英里（300 公里），在土星和天王星之间绕太阳运行，并有一个环形系统。但是 Chariklo 的轨道意味着该物体不会在太阳系的主平面上花费太多时间，因此安排访问时间很棘手。

　　Chiron 比 Chariklo 早 20 年被发现，直径约 140 英里（220 公里），也在土星和天王星的轨道之间徘徊，只是倾斜度要小得多。科学家们认为它有环并将物质吐到太空中。

　　将太空望远镜添加到该项目已将任务概念从 NASA 较小的行星科学类别转变为中型新前沿类，该任务将建立在先前的新前沿任务“新视野”的工作之上，辛格也参与了该任务。

　　该航天器于 2006 年发射并于 2015 年飞越冥王星，首次近距离观察世界并揭示科学家们从未梦想在那里发现的现象；该航天器还在 2019 年飞越了现在被称为 Arrokoth 的柯伊伯带天体。天王星的轨道，即凯龙星漫游的外部范围，距离太阳的距离是冥王星的一半，与新天王星相比，半人马座任务的持续时间大大缩短。

　　与新视野号一样，半人马座任务会飞过目标而不是绕其轨道运行，在短暂的相遇期间收集尽可能多的数据。

　　但半人马座任务也将携带增援：小型立方体卫星，可能多达 10 个。在每次飞越时，科学家都会部署其中一名侦察员，安排立方体卫星在主航天器之前或之后大约半天飞过半人马座。那是半个半人马座日，而不是半个地球日：按照交错的时间表，主航天器在夜间看到的一面将是立方体卫星的白天；将两次飞越缝合在一起，科学家们就可以绘制出整个世界的表面。

　　接下来，NASA 预计将在 2024 年之前征求新前沿任务的想法。科学家们还不知道哪些太阳系天体将是该轮提案的重中之重。这些优先事项来自一项庞大的 10 年计划，科学家们预计该计划将在大约一个月内公布。

　　目前，辛格和她的同事们专注于使任务概念尽可能强大，并倡导跨学科任务值得考虑的想法，这种方法与美国宇航局选择任务的传统过程不符。