自NASA以来，技术上已经发生了很大变化伽利略的使命向木星的大气层中发射了一个探测器，目的之一是研究驱动这颗气态巨行星大气循环的热机。
美国宇航局的一位科学家和他在马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心的团队正在利用这些进步来成熟一种更小、更强大的净通量辐射计。这种类型的仪器告诉科学家在行星大气中加热和冷却发生的位置，并确定太阳和内部热源对大气运动的作用。下一代辐射计是专门为研究天王星或海王星的大气层而开发的，但可以用于任何有大气层的目标。
在太阳系的所有行星中，只有天王星和海王星——被称为冰巨星，因为它们主要由冰组成——相对来说还没有被探索过。虽然旅行者2号拍摄了第七和第八颗行星的照片，但它没有获得伽利略号和卡西尼号任务收集的关于木星和土星的惊人细节。即使是遥远的冥王星也在2015年的新视野号任务中获得了近距离观察。
沙希德·阿斯拉姆(Shahid Aslam)说，还有很多有待发现，他领导的团队正在开发下一代仪器，这项工作由美国宇航局的行星概念推进太阳系观测(PICASSO)计划资助。
科学家们确实知道天王星和海王星都有一层由水、氨和甲烷冰组成的泥状地幔，而它们的大气则由氢分子、氦分子和甲烷气体组成。然而，在这些寒冷的外木星世界中存在差异。
当温度下降到零下333.7华氏度以下时，氨气冻结成冰晶并从两颗行星的大气中下降。甲烷——一种蓝色气体——成为主导。虽然两颗行星的大气中甲烷含量相似，但它们看起来不同。天王星呈现出朦胧的蓝绿色，而海王星呈现出更深的蓝色。Aslam说，一些未知的大气成分被认为是造成海王星深蓝色的原因。
此外，天王星缺乏内热。因此，它的云是冷的，不会在顶部的雾霾层之上翻滚。另一方面，海王星辐射出的能量与它从太阳接收到的能量一样多。这种内部能量给了海王星一个活跃的、动态的大气，以暗带和明亮的甲烷冰云和气旋风暴而著称。
阿斯拉姆说，由于美国宇航局从未向冰巨人发射过专门的任务，因此驱动这些大气条件的物理细节仍然难以捉摸。
他相信这种新仪器可以提供答案。
它是一个类似类型的仪器的继承者，在1995年12月被木星的大气压力压碎之前，它收集了木星大气状况的数据。在这段危险的58分钟深入火星大气层的旅程中，伽利略号的净通量辐射计——探测器内部安装的几个辐射计之一——测量了从上方太阳到达火星的辐射，以及下方行星自身产生的热辐射或热量。这些顶部和底部的测量帮助科学家计算两者之间的差异——一种称为净通量的测量。
净通量数据除了提供有关大气加热和冷却的详细信息外，还揭示了有关云层及其化学成分的信息。“实际上，你可以从净通量数据中了解到很多东西，特别是行星辐射的来源和汇，”阿斯拉姆说。
像它的前辈一样，阿斯拉姆的仪器将在天王星或海王星的大气层中进行自杀式的俯冲。但阿斯拉姆说，随着它的下降，它将以更高的准确性和效率收集这些人们知之甚少的地区的信息。可用材料、过滤器、电子探测器、飞行计算以及数据管理和处理都得到了改进。坦率地说，我们在各个方面都有更好的技术。很明显，现在是时候为未来的大气层进入探测器开发下一代仪器了。”
例如，阿斯拉姆正在考虑使用热电堆传感器，而不是使用伽利略号上使用的热电探测器，它将热量或红外波长或热量转换为电信号。其优点是热电堆电路不易受到干扰和电噪声的影响。
Aslam的团队还增加了两个额外的红外通道来测量热量，使总数达到7个，以及两个额外的视角来收集这些波长，并帮助模拟光散射。当光由于与气溶胶和冰粒的相互作用而在一个视场中散射时，散射会污染另一个视场的测量结果。这让科学家在分析数据时对正在发生的事情有了扭曲的认识。
此外，该仪器在下降过程中，其更紧密的视野将揭示有关该行星云层和大气层的更多细节。Aslam说，同样重要的是，该仪器体积更小，其传感器采用现代专用集成电路，支持快速数据采样。
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