海王星探测

海王星探测是指人类向海王星发射空间探测器对海王星进行探测活动。直到目前为止，人类只对海王星进行过一次探测任务，是由旅行者二号（1977年8月20日从卡纳维拉尔角发射）在1989年8月25日所进行的。科学界对海王星和它的系统有相当大的兴趣：海王星大气层是太阳系外行星的原型^[1][2]，80%是氢和19%是氦^[3]，也存在着微量的甲烷。海卫一是地质运动活跃的天体，目前大多数的理论认为它是一个柯伊伯带天体（KBO），后来才被海王星所捕获^[4].。

旅行者二号

海王星

探测方式

每个探测器都必须配备电源系统，保证探测器无法吸收外部能源时可以继续运作，并使用太阳能板。目前唯一可行的能源来源是放射性同位素热电机，但是这种方式遭遇一些阻碍：

• 钚的数量：钚使用在发电机上，但是数量相当有限，而且每个海王星探测任务都必须与其他行星的探测任务来竞争;
• 发射放射性物质探测器受到一些国家的政府（主要是欧洲）及环保团体反对。

此外，因为海王星与地球的距离太远，探测任务的时间长，因此地面操作成本相对增加。

美国国家航空航天局正在研究两种可能的探测任务：人造环绕卫星（预计会在2040年之后才进行）^[5]及飞掠任务（探测完成后，将可以造访两个或三个柯伊伯带天体，可以在2019年发射）^[6].。

旅行者二号

传输的困难

旅行者二号接近海王星的想像图

海王星与地球的距离很远（从地球发出的光要花费超过4小时来能到达海王星，意味着探测器无法直接从地面控制），尽管旅行者2号飞掠的目标原本只有木星和土星，但是探测船仍然成功地探索海王星系统，最近时距离仅10公里，并从轨道向地球发送大量图像和数据。

美国国家航空航天局必须接收探测船发出的微弱信号，所以他们迅速设置了新天线来组成深空网络，以大幅提高数据接收技术。旅行者2号在超过三年半前飞掠天王星，当时美国国家航空航天局就以相同的方式接收探测船发出的信号，因为速度与信号都是完全相同的。

天线朝向地球的技术

由于阳光强度降低，旅行者2号必须一起运用天线和仪器平台，让探测船在不影响图像质量的前提下，使相机的曝光时间更长。

路线

旅行者2号拍摄的海卫一照片

1989年8月25日，旅行者2号飞越海王星北极，距离地表为4950公里。旅行者2号之后经过最大的卫星海卫一，距离约40,000公里，并在任务进行途中，发现了6颗新的卫星及暗淡的行星环系统。

天文学家根据以前地球观测的结果，提出海王星附近存在弧圈的假说。后来旅行者2号发现完整的环带，密度不均，有些部分物质分布较浓密，有些部分物质分布较稀疏。

科学成果

旅行者2号获得海王星和海卫一第一张特写照片，显示出海卫一大气层确实存在。天文学家根据传回的数据可以精确计算出海王星的质量，平均温度和自转速度。海卫一表面上也意外发现氮气的间歇泉。天文学家发现意想不到状况，例如高角度的旋转轴（47度）及奇异方向的海王星磁场（并非来自行星核心，而是来自地幔）。

任务结束

1989年10月2日，旅行者2号进行科学观测后，所有的探测工具完全关闭，只留下紫外线光谱仪。旅行者2号开始朝向星际空间前进，每年前进的距离为4.7亿公里，轨迹与黄道倾角约48°。旅行者2号以目前的速度将在358,000年后到达天狼星系统。

未来的探测任务

美国国家航空航天局正在研究可能进行的海王星探测任务。

继旅行者2号后，NASA将进行旗舰任务。^[7]美国国家航空航天局在2005年提出发射海王星轨道探测器（英语：Neptune Orbiter）的构想，计划于2016年发送一个或两个探测器登陆海卫一，并探测海王星的大气层，颣似伽利略号探测器的大气探测器^[8].。

旗舰或基石任务是另一个可能进行的海王星探测任务，需要超过10亿美元的资金。这些任务经费由美国国家航空航天局和欧洲空间局共同负担，这个未来计划目标可能变成木卫二或土卫六^[9]，预计不会在2040年之前发射。

由于天文学家对于探测海王星系统的兴趣浓厚，一些学者认为美国国家航空航天局负责的新疆界计划任务（如新视野号和朱诺号^[10]）可以提供10亿美元资金，而探测器可以在2010年发射。阿尔戈号计划在2019年发射，这个探测器不仅可以研究海王星及其系统，而且也将经过木星及土星，并借由其重力节省燃料，然后接近柯伊伯带中两个或三个天体。新地平线号在通过冥王星后也将探测其他目标^[6][11]。

参见

• 航天主题
• 太阳系主题

• 太阳系探测器列表
• 太阳系探索时间线
• 旅行者二号