你知道距离地球最远的行星是哪一个吗？这就是神秘的“冰巨星”海王星，为什么说海王星是被“算出来”的？

如果有一天你站在海王星上，你会发现地球上奢华的钻石在这里一文不值，还一直下雨。这是怎么回事？

太阳系有八颗行星，其中海王星是离太阳最远的一颗，这个距离大约有30个天文单位。海王星绕太阳公转一周需要165个地球年，也就是说，海王星上的一年相当于地球上的165年。

海王星距离地球约43 ~ 47亿公里。什么概念？目前已知最快的光速是光速，但如果从地球发出一束光，到达海王星需要4小时10分钟。如此遥远的距离也让人类无法近距离探索星球。直到1977年，第一个飞越海王星的人类探测器“旅行者二号”才发射了L 空。从地球到海王星，“旅行者二号”飞行了11年，直到1989年才终于抵达海王星，并拍摄了珍贵的照片，为我们揭开了这颗行星的神秘面纱。

由于距离太远，海王星早在火星和水星之前就没有被人们观测和记录。它是第一个被天体力学计算后，被人们用观测设备观测到的。人们观测天王星后，发现天王星的轨道与理论轨道存在差异。1845年，根据天王星受到更远行星影响的事实，轨道与理论出现偏差。他们预测了这颗未被发现的行星的轨道。

1846年，柏林天文台台长约翰·戈夫伦·盖尔发现了一颗他们从未见过的行星，它就是海王星。因此，海王星实际上是天文学家“计算出来的行星”。后来人们以罗马神话中的海神海王星命名这颗行星，翻译成中文就是海王星。

如果说有一个地方无时无刻不在下钻石雨，你愿意去吗？神奇的海王星上，为什么会下钻石雨呢？

在太阳系的八大行星中，有四颗是气态行星，海王星就是其中之一。与由岩石和泥土组成的地球不同，它是由氢、氦、甲烷和其他气体组成的。所以虽然海王星的体积是地球的72倍，但它的重量只有地球的17.147倍。

钻石的本质其实是碳，是碳原子在高温高压条件下产生的特殊晶体结构。所以，只要有高温高压条件，碳原子就可以形成钻石，而海王星上恰好有这样的条件，因为海王星的大气中含有甲烷。

几十年前，当科学家试图人工合成钻石时，他们发现在足够高的温度和压力下，甲烷会分解产生碳原子，碳原子可以进一步聚合形成钻石。虽然海王星表面很冷，但是星球内部是一个高温高压的环境，在这个环境中甲烷可以满足成为钻石的条件。因为海王星本身密度很低，钻石密度很高，钻石形成后会以非常高的速度沉降到行星核心。当它们沉降到星球内部时，这里的温度和压力会达到“钻石”的升华点，钻石会蒸发形成气态回到星球表面。所以海王星上无时无刻不在发生钻石的形成和蒸发，使得它无时无刻不在下着钻石雨。

你知道什么是引力弹弓吗，为什么航天器在探测远地行星的时候都需要用到？为什么1989年之后人类再也没有探测海王星？

要想探测到天王星、海王星这样的原位行星，除了使用航天器和燃料电池，还必须依靠一种特殊的加速方法，这就是“引力弹弓”。它是由苏联科学家尤里·康德拉·塔克在上世纪初提出的，利用海王星途中其他行星的重力场，对Tai 空探测器进行加速，将其抛向下一个目标，反复跳跃穿越行星，最终达到节省燃料的目的。

在探索海王星的过程中，由于太阳引力的作用，旅行者二号的速度逐渐减弱，一度小于脱离太阳引力所需的16.7 km/s的第三宇宙速度。于是它利用木星的引力弹弓，在木星强大的引力作用下，踩下加速器，速度一度超过每秒37公里，远高于第三宇宙速度。

在了解了万有引力弹弓之后，为什么从1989年到现在的30多年里，没有一个人类探测器到达海王星进行研究？

首先是轨迹约束。由于海王星轨道的特殊性，发射探测器需要有一个合适的窗口期，而这个窗口期12年才发生一次。即使在窗口期，我们也必须利用处于正确位置的木星作为引力弹弓，以降低成本和远距离星际飞行的成本。

30年没有海王星探索的另一个原因是电池。如果像传统的月球或火星探测器一样使用太阳能电池板，海王星离太阳太远，太阳光很弱。从地球到海王星至少需要十年。没有核动力，宇宙飞船不可能在离太阳这么远的地方工作。

尽管面临许多挑战，美国宇航局还是提出了三叉戟计划，要在2026年重返海王星并发射第一个探测器。中国航天局也提出了自己的海王星探测计划，相信不久的将来，人类的飞船将再次到达这颗神秘的星球。