中国木星及外太阳系探测的部分脑洞

根据目前掌握的资料看，中国木星探测和行星际穿越探测的方案已经有些不符合新的发展方向了。

我国目前木星探测和行星穿越探测方案的不足：

1.该方案科学目标上过于保守，从方案配置上来说：木星轨道器4吨，行星穿越探测器1吨可以从大致上满足要求，但是科学价值并不高。由于2020年发射的冰月和2022年发射的快帆的主要目标是木卫二，所以我们木星探测器在木卫二的成果上可能获得的比较少（木星探测器2029年发射）。而由于伽利略和朱诺对木星大气取得的成果，我们想在木星上做文章也是比较困难的。以上是木星探测器的问题，但是最大的槽点就是行星穿越探测器，它计划对天王星和柯伊伯带天体进行穿越探测。问题是旅行者二号在上世纪八十年代已经做过对天王星的的穿越探测了，我们做无非是拍摄更高清的图像而已，获取不了更多关于该行星的成果。这等于重复美国人上世纪80年代做过的成果，并没有太大的科研价值。关键是这1吨的穿越探测器花销也不少，花了钱重复做别人干过的事真的有必要吗？

2.本次任务周期太长，到达木星最短时间4年，到达天王星最短时间12年。虽然外太阳系很大，但是我国缺乏管理如此长期任务的能力。

3.本次任务引力借力次数多，且我国缺乏引力借力的经验。而本次任务至少两次的引力借力考验的是我们测控的能力和水平，稍有不慎，整个任务会彻底失败。

根据以上的三个缺陷，我认为我们的木星和天王星探测任务应该单独执行，均已轨道器为主。行星穿越探测任务应该被柯伊伯带穿越探测任务替代。虽然经费上花费更多，但是肯定比原方案获得的有效成果更多。（本来行星穿越探测任务的成果就很有限。）而且我们可以利用两次巨行星探测任务的备份执行土星和海王星的探测任务，这样花两份钱办四件事，更有利于我国在行星研究领域获得更多成果。柯伊伯带探测任务可以作为太阳系边界探测任务的先导任务来进行，为之后的太阳系边界探测任务积累经验。科学上柯伊伯带探测任务可以作为新地平线号任务的补充，通过对比两次任务的成果对比增进我们对柯伊伯带的了解。

下面写一些关于这个构想的部分细节。

木星探测任务的重点应选择对适宜建设木星基地的木卫四进行勘测，另外对木星磁场的研究也是一个重点。天王星探测应该是一次综合勘测任务，由于旅行者二号是穿越探测，我们对于其形成历史和其内部结构并不是很清楚。土星探测着眼点是土卫二，我们对它的了解还是有限，应该调整轨道对它进行多次穿越探测。海王星探测跟天王星探测的任务一样，不过需要通过轨道调整增加对海外一的穿越探测，对它的研究可能揭开太阳系早期历史的冰山一角。

巨行星轨道器的卫星平台采用东方红三号B卫星平台较为合适

平台技术细节：

质量：3800Kg

尺寸：2200mm(x)×2000mm(y)×3100mm(z)

有效载荷承载能力：400-450Kg

有效载荷功耗：3000w~4000w

设计寿命：12-15年

该平台首先质量不大，满足新型火箭发射至巨行星霍曼转移轨道的需求。其次该平台最大有效载荷可以达到450Kg，可以根据科学目标的需求选择所需的科学载荷，该平台还可再增加200Kg剩余燃料。电源方面除了木星轨道器外均选用RTG，因为外太阳系太阳能提供的能量有限。

柯伊伯带行星穿越探测器选用CAST3000卫星平台较为合适

CAST3000技术细节：

平台质量：300-400kg

有效载荷能力：>380kg

轨道控制：肼推进剂：32.50-130kg

设计寿命：超过5年

该平台质量与新地平线号探测器类似，且需要携带RTG。针对柯伊伯带的大部分天体的研究可以携带3-5台科学仪器即可满足科学目标。因此该任务经费不需要很高，可以随木星探测器由新载人火箭发射。

发射载具：新一代载人运载火箭

LEO70吨的运载能力+2台YF75D的上面级足够把4吨的探测器送入巨行星霍曼转移轨道，而且该型火箭发射价格低廉有利于控制整体研发费用。目前该火箭仍在研发当中，预计五年内应该可以首飞。

关于各个任务的执行时间，我认为木星任务应该提前执行（2029年前）既可以为新载人火箭做测试，又可以为以后的天王星探测任务积累轨道控制，远程测控的经验。2029-2030年执行天王星探测任务，这是几十年以来难得的有机会直接送探测器进入地-天转移轨道的窗口，不应该错过。土星，海王星探测根据前两次任务的执行情况开展，预计在2030年后，这两次任务甚至可以直接使用长征九号火箭直送地-土转移轨道和地-海转移轨道。

以上就是我根据我国木星探测构想的现状的一些想法，才疏学浅，望各位有问题可以直接提出，请多指教！