这种延迟可能并不完全是负面的。一种强大的新型发射系统正在出现，它可以显着重塑此类任务的设计方式。 SpaceX 的星际飞船通过最近的成功测试继续取得进展。麻省理工学院的研究人员在 IEEE 航空航天会议上发表的一篇论文中探讨了它的潜在影响，重点关注它如何支持拟议的天王星轨道飞行器和探测器 (UOP)。

为什么天王星仍然很重要

天王星仍然是研究最少的行星之一。唯一访问过的航天器是航海家 2 号，它大约 40 年前飞过地球。天王星和海王星都没有运行过轨道飞行器或长期任务，这使得它们成为太阳系中唯一没有随着时间的推移而被仔细研究的行星。

人们对天王星的兴趣浓厚是有充分理由的。这颗行星有几个不寻常的特征，科学家们仍然难以解释。它侧向旋转，具有不规则的磁场，周围环绕着卫星，这些卫星可能在冰壳下含有地下海洋。研究天王星还可以帮助科学家更好地了解太阳系之外的类似行星，因为冰巨星似乎在整个银河系中很常见。

距离的挑战

到达天王星很困难，主要是因为它距离太远。它的轨道距太阳的距离大约是地球距太阳距离的 19 倍。航海者 2 号花了九年半的时间才飞过地球，而不尝试进入轨道。

最近的任务概念估计旅行时间甚至更长。基于猎鹰重型火箭和多重引力辅助的计划需要 13 年多的时间才能实现。长期维持一项任务会增加成本并带来风险，包括潜在的人员变动或资金中断。减少旅行时间将使任务更加实际和可持续。

星舰如何改变使命

星舰可能提供一种克服这些挑战的方法。尽管早期的测试遇到了挫折，但该系统最近成功试飞并正在稳步推进。如果开发按预期进行，它可能会在本十年末投入运行，并成为启动天王星任务的有力候选者。

它的优势不仅仅是纯粹的提升力。一项关键特征是能够在轨道上加油。星舰的设计目的是在太空中储存和传输燃料，这可以让航天器比必须在发射时携带所有燃料的系统行驶得更快。尽管这种能力尚未得到证实，但未来的测试预计将对其进行探索，有可能为深空旅行开辟新的可能性。

使用星舰作为巨型隔热罩

麻省理工学院研究中检验的另一个想法涉及使用星际飞船本身作为抵达期间任务的一部分。星舰无需在发射后分离，而是可以随探测器一路前往天王星。它的耐热设计最初是为了重返地球和火星而设计的，可用于处理天王星大气层中空气制动产生的强烈热量。

在这种情况下，星舰将充当防护罩，并在航天器进入行星大气层时减慢航天器的速度。这将使探测器能够降低其速度以保持在轨道上，而不是简单地飞过去。

将旅行时间缩短一半

根据该研究的计算，将太空加油与这种空气制动方法相结合可以将前往天王星的旅行时间缩短至大约六年半。这大约是之前任务计划持续时间的一半。它还将消除对其他行星引力辅助的需要。

尽管携带星舰进行旅程会增加复杂性和成本，但更短的任务时间可以显着降低总体运营费用。更快的旅行还可以降低与资金和人员配置相关的长期风险。

天王星任务的不确定未来

尽管有这样的承诺，天王星轨道飞行器和探测器仍远未成为现实。星舰尚未展示此类任务的空气制动能力，而且任务本身尚未获得资金批准。鉴于美国宇航局当前面临的挑战，时间表仍然不确定。

如果错过2030年代推出的机会，下一个有利窗口可能要到2040年代中期才会到来。这意味着天王星任务间隔了将近 70 年。对于科学家和太空探索倡导者来说，无论星舰是否发挥作用，他们都希望能够及时获得支持，使重返这个迷人的世界成为可能。