在太阳系八大行星中，海王星是最远的一个。自从三十多年前旅行者2号探测器飞掠之后，就再也没有探测器去探访过这个冰冷的世界。回到海王星？NASA的确有这个计划，那里实在太吸引我们了，可是科学家们仍然在犹豫之中……

（图片说明：太阳系最遥远的行星海王星）

尽管我们最远的探测器已经飞到200多亿公里以外了，但是对于45亿公里以外的海王星却始终望而却步。在木星探测器、火星探测器不断升空的同时，人类竟然从未发射专门的探测器去看看海王星的世界。自从1989年旅行者2号匆匆一瞥之后，人类就只能通过地面望远镜对海王星进行非常有限的研究。31年过去了，我们该回到海王星了。

迷人的冰冷世界

（图片说明：海卫一表面视角假想图）

海卫一始终是太阳系中最令人激动和好奇的天体之一——月球与行星研究所所长路易斯·普罗克特。

实际上，海王星之所以如此迷人，很大程度上来自于它的卫星——海卫一。

海卫一直径2706公里，是太阳系第七大卫星。与此同时，它一度被称为是太阳系最诡异的天体。普罗克特表示：“我一直非常喜欢旅行者2号的图片，以及它对这颗诡异、疯狂、无人能猜透的卫星投去的匆匆一瞥。”海卫一的诡异之处有很多，比如：

（图片说明：海王星内侧卫星轨道及直径示意图，海卫一的尺寸遥遥领先）

它是太阳系非常著名的逆行卫星，也就是公转方向与行星的自转方向相反；
同时，它也是太阳系最寒冷的天体之一，比冥王星的表面温度还要低；
表面地形十分离奇，山脊、沟壑、土丘、平原、高原星罗棋布，看起来就像哈密瓜的皮，实际上，你在海卫一的表面几乎找不到连续一公里没有地形变化的位置；
经常有壮观的冰火山喷发，液氮、灰尘和甲烷取代了地球的岩浆，从海卫一表面喷射而出，甚至可以射到8000米的高空，几乎和珠峰一样高。

（图片说明：海卫一表面冰火山喷发艺术假想图）

星球的诡异，只能证明我们的所知还非常有限。NASA喷气推进实验室的科学家卡尔·米切尔（Karl Mitchell）说：“我们知道它的表面有许多我们未知的地形特征，这让我们非常好奇‘这个世界到底是怎样的’。”

波塞冬的三叉戟

在31年的时间里，科学家们已经提出了一些相关的理论来解释海卫一的这些未解之谜。比如逆行的问题，科学家认为它很可能原本并非是海王星的卫星，而是在柯伊伯带运行过程中被海王星俘获的。

（图片说明：旅行者2号拍摄的海卫一表面，该图片的横向跨度仅有150米，但地形极其纷繁复杂，为了便于观看，地形的垂直部分都被拉长了25倍）

而针对它的诡异地形，科学家也将原因归结到它的内部结构。他们指出：海卫一可能和地球一样，拥有地壳、地幔以及地核三层结构。在卫星表面，有一个非常稀薄的大气层，主要成分是氮气，还有微量的一氧化碳和甲烷，氮气在被冻结时会落下来覆盖在地表。它的地幔可能拥有液态水，这是由于内核的放射性元素衰变所产生的热量让它们不至于被冻结。

这些说法的确可以解释海卫一表面的地质活动，看起来已经非常合理，但必须要有探测器来近距离探测才能给出证明。因此，NASA才提出了一个对海王星和海卫一进行近距离探索的计划。

（图片说明：旅行者2号拍摄的海卫一火山特写，其中小的坑直径也有10公里，大的可达80公里）

NASA表示，如果海王星探索项目真的被批准，那么该项目将会被命名为三叉戟计划。海王星的官方名称Neptune其实就是罗马神话中的海神尼普顿（这也是中文译作海王星的原因），在希腊神话里就是海神波塞冬。波塞冬的武器就是他手里的三叉戟，这个三叉戟在很多科幻电影里都有提及，如今也被科学家用来命名海王星及其卫星的探索计划。如果该计划得以施行，普罗克特将成为项目的负责人。

那么，传闻中的三叉戟计划，具体是怎样的呢？

（图片说明：旅行者2号拍摄到的海卫一全球图像，其诡异的地貌令科学家十分好奇）

三叉戟计划

据介绍，三叉戟计划将会携带更加强大的相机对海卫一进行拍摄，包括其表面的羽状喷射物。另外，NASA还会为它配备两台光谱仪，其中红外光谱仪用来绘制海卫一完整地图、等离子体光谱仪对大气层和电离层进行观测和分析。同时，对于海卫一的电离层，还会有磁力计和无线电科学实验进行研究。

（图片说明：科学家推测的海卫一表面结构，最外层是极为稀薄的大气层，表面很可能被冰火山的喷射物覆盖，内部可能有一片液态海洋和固体核心，除了大气层之外，其他一切都有待于三叉戟计划来证实）

那么，计划如此充分的三叉戟计划，应该在何时进行呢？

科学家指出：探索海王星并不是随时都可以出发的，就像火星探索有26个月的窗口期一样，海王星探索也有窗口期。由于距离太远，我们发射去海王星的探测器必须途径木星的引力场，借助木星的引力弹弓效应加速。而下一次木星和海王星处于比较完美的相对位置的时机，将会出现在2031年。

（图片说明：海王星和海卫一的假想图）

如果要完美利用这一次窗口期，我们就需要在2026年将它发射升空。先后利用地球、金星、木星进行加速，在大约2038年抵达海王星。不过，本次任务并没有着陆器，看来我们没有机会近距离看看海卫一的表面到底怎样了。即便如此，这只探测器的飞越路径非常科学，而且最近时可以在距离海卫一表面仅仅500公里（基本进入了它稀薄的大气层），这足以让它为海卫一绘制一张完整的全球地图。

三叉戟的项目系统工程师、喷气推进实验室的威廉·弗雷泽（William Frazier）自豪地说：“任务设计者和领航者在这方面做得非常出色，在太阳系内飞行13年后，我们就能够飞掠海卫一大气层的边缘，这令人非常难以置信。”

（图片说明：旅行者2号拍摄的一组海卫一图像，每两张之间间隔为45分钟，显示了一处羽状喷流喷射到8000米高空，并且漂移了约150公里）

按照这个任务进程，我们可以发现：虽然2038年还比较遥远，但由于项目难度巨大，并且2026年就要发射，那么现在开始准备绝对不算是为时尚早。那么，NASA为何迟迟不行动？他们到底在等什么？

艰难的抉择

实际上，NASA正在做一个非常艰难的抉择。除了三叉戟计划之外，他们还希望能够进行另外三个项目，其中一个是对金星的大气层进行全方位的研究，第二个是进入到金星大气层内、绘制一张完整的金星表面地图并进行地质研究，另外一个是对太阳系内火山活动最剧烈的木卫一进行深入的探测。

（图片说明：天王星和海王星，A、C为旅行者2号拍摄并加上假色的图片，B、D来自于哈勃太空望远镜）

不过，由于资金有限，算上三叉戟计划在内的全部四个项目中，最终只有一个能够得到批准。虽然看起来海王星的探索窗口期最长，最怕错过机会，但NASA还是需要权衡各方面的利与弊。

此外，即使他们决定探索冰巨星，三叉戟计划也还有一个竞争对手，那就是天王星。同样的，天王星的探测窗口期也即将到来，并且由于它和海王星已经相距很远，我们无法同时探测两颗行星。

我们希望他们能够选择海卫一，因为一旦错过这一次窗口期，就要再等十几年的时间。对于海王星和天王星，我们需要了解的实在太多了。可是，海王星和海卫一绝不是唯一吸引科学家的地方，他们也有自己的顾虑。

（图片说明：海卫一轨道和海王星自转轴的夹角同样是太阳系一大怪象）

任务优先级

NASA在制定计划的时候，要综合各方面因素来判断任务优先级这是NASA外行星评估小组需要做的工作之一。目前来说，他们最重要的任务目标大约有以下几条：

太阳系的生命发展过程和分布情况；
行星系统的起源和演化历程；
行星的分布经历了怎样的过程，不同的位置对行星有何不同的影响
……

（图片说明：木卫二、木卫三和土卫二）

所有这些目标，都关联着同一个要素：液态水。液态水对于我们了解生命起源、寻找宇宙中的其他生物有着非常重要的意义。在太阳系中，地球绝非唯一拥有丰富水资源的天体。木卫二、木卫三、土卫二等卫星，甚至都可能拥有着比地球还丰富的水资源。

同样的，海卫一可能也有着地下海洋，并且拥有着其他特性。虽然三叉戟计划不太可能同时解答所有关于海卫一的谜题，但是也足够让我们一举破解不止一个谜题。

（图片说明：海卫一）

但是，海卫一的探索是一件非常困难的事，最大的难点就是能源。虽然此前的探测器如新地平线号还可以使用核动力，但由于国际条约对浓缩钚的限制，钚-238为动力的原子电池材料供应不足，这给NASA带来了很大的麻烦。因此，如何提供足够的能源飞到海王星，并且保证它可以完成大量的任务目标，是NASA的科学家所需要面临的一大难题。