圖：「旅行者」一號二號及「先鋒」十號十一號位置示意圖，中間最大的細白線圓圈為冥王星軌道，紅色虛線是計劃中的星際空間探測器飛行路線

美國國家科學委員會提出了太空科學探索五大任務，除了監測氣候變化、防範小行星來襲、尋找太陽系生命及揭密行星起源之外，最後一項任務就是令舉世矚目的飛越太陽系了。

五、飛越太陽系（圖五）

兩年前，寶貴的兩艘「旅行者」號飛船遭遇了一次經費危機，缺錢的太空總署表示可能被迫將其關閉，消息立即引起公眾的憤怒，令它們的生命得以延續至今。「旅行者一號」是人類伸向太空最遠的一隻「手」，目前它與地球的距離已達一○三個天文單位「一個天文單位等於太陽與地球的距離，大約一點五億公里」，並且還在以每年三點六個天文單位的速度增長著。早在三年前它就已經飛進了太陽系最外層的複合邊緣帶，在這裡，向外吹的太陽風與向內流的星際氣體迎頭相遇，互相糾纏。

然而「旅行者」號的本來目的是研究外行星而非星際空間，它們的?核電池行將耗盡，太空總署早就計劃發射一艘專門的星際空間探測飛船，國家科學委員會二○○四年一份關於太陽物理學的報告就已建議太空總署盡早開始實施。

星際空間探測器的主要目標將是：測量星際塵埃中豐富的氨基酸，了解太陽系生命有多少來自於它們；尋找可能由微型黑洞或暗物質產生的反物質粒子；研究太陽系邊緣帶怎樣阻擋宇宙射線等物質，這些宇宙射線可能影響地球氣候；探索近太陽系星際空間有無磁場，它在太陽系形成過程中可能扮演關鍵角色。星際空間探測器可以起到小型空間望遠鏡的作用，而且完全不受太陽系塵埃的干擾。它亦可用來研究「先鋒號異常」──作用在另外兩艘星際探測飛船「先鋒者一號」和「先鋒者二號」上的神秘力量；以及測定太陽引力對遠距離光線的會聚作用，從而驗證愛因斯坦的廣義相對論。如果控制得好，科學家還可將探測器瞄準太陽系附近的波江座ε恆星，當然，飛到那裡需要幾萬年的時間。

讓一個太空探測器能在一代研究人員和?核能源的生命期內飛到幾百個天文單位以外的地方意味著要將它的速度提升到每年至少十五個天文單位水平上。目前有大、中、小三種方案，前二者均由離子發動機推動，分別以核反應堆和?電池作能源，後者的動力則來自太陽帆。二○○五年，大型（三點六噸級）和中型（一噸級）方案分別交給密西根大學和約翰霍普金斯大學的兩個小組研究。小型方案目前最有可能實施。歐洲航天局宇宙探索組正在考慮由德國魏瑪大學一個多國科學家小組提出的方案，太空總署亦可能加入。

按照該方案，一個重五百公斤的探測器將使用一塊二百米長寬的太陽帆，升空後首先飛向太陽，直至進入太陽與水星軌道之間，以獲得足夠強的太陽風，然後將像滑浪一樣從太陽的一邊掠過，在飛越木星軌道前棄掉太陽帆，之後飛向遠方。為了做好充分準備，研究人員需要先設計一面足夠輕的太陽帆並通過實際太空飛行進行測試。

上述計劃將由歐洲航天局或太空總署領導，預算經費大約二十億美元，包括飛船研製、發射和三十年運作的費用。研究其他行星有助於人類理解地球在太陽系中的地位，研究星際空間，也將有助於我們認識太陽系在宇宙中的位置。

（太空科學探索五大要務?之三?續完）

馬克