天体档案 · ARIEL
天卫一
明亮且曾发生地表更新的天王星主要卫星
天王星最明亮的主要卫星，断层谷与较年轻沉积记录了过去的内部活动。
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直接观测官方多滤镜彩色合成图。覆盖以南半球为主，显示颜色经过处理。
NASA/JPL ↗这是什么天体
天卫一不是光滑冰球。由断层夹出的长谷切过古老多坑地面，部分谷底还覆盖较年轻物质。
它为何成为现在的样子
旅行者 2 号直接看见较年轻的谷地与地表更新区域。2023 年热模型容许残留咸水海洋存在，但没有航天器直接测到这片海洋。
它位于哪里
五颗天王星主要卫星中的第二颗，位于天卫五与天卫二之间，沿规则顺行轨道运行。
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天卫一是图鉴已收录的 5 颗天王星卫星中，由近至远第 2 颗，平均中心距离约 190,929 公里。
左侧先定位天王星，虚线表示尺度放大，右侧灰色轨道与圆点代表其他已收录卫星。内侧相邻档案是天卫五，外侧相邻档案是天卫二。
读懂这些数字
参考值保留单位、适用情境、证据状态与已发表的不确定性。
物理测量
- 平均半径全球平均
- 578.9千米计算测量平均半径约为地球月球的 0.333 倍。
不规则小卫星没有单一真实半径，平均半径是等体积比较值。
已发表不确定性: ± 0.6 千米
JPL tabulated uncertainty for the adopted mean radius.
- 质量全球平均
- 1.251068E21千克计算测量质量不是用秤量出来的，而是先测引力造成的运动，再由 GM 推导。
采用 JPL 的 GM 与约定重力常数计算，并为展示而取整。
近似值
Derived from JPL's gravitational parameter GM and a conventional gravitational constant, then rounded.
- 平均密度全球平均
- 1.5390克/立方厘米计算测量密度高于纯水冰，符合水冰与硅酸盐岩石混合体的解释。
这是整体平均值，无法单独证明内部每一层由什么组成。
已发表不确定性: ± 0.026 克/立方厘米
JPL tabulated uncertainty for the adopted mean density.
- 参考重力表面
- 0.24916米/秒²计算测量表面重力约为地球的 2.54%。
形状、地形与局部质量分布会让真实重力随位置变化。
近似值
Calculated from the adopted GM and mean radius. Irregular shape and local terrain can change the actual value.
- 温度表面
- -188°C科学模型多孔表面升温与降温很快，显示值只是受阳面参考。
旅行者热观测显示热惯性很低，因此局部温度会快速跟随日照变化。
近似值
Approximate sunlit upper reference near 85 K during the Voyager-era geometry. It is not a global mean, and long polar night can be far colder.
轨道与自转
- 平均距离系统参考
- 190,929千米计算测量这里量的是天卫一中心到天王星中心的代表性距离。
真实距离会在椭圆轨道上变化。
近似值
Rounded orbital distance from the moon center to the planet center. The real orbit is not a perfect circle.
- 自转周期相对遥远恒星
- 2.520379地球日计算测量它受到潮汐锁定，自转一圈和绕行星一圈所需时间几乎相同。
这里采用恒星日，不是从当地日出到下一次日出的太阳日。
近似值
Rounded synchronous rotation period. The same hemisphere normally faces the primary planet.
- 公转周期相对遥远恒星
- 2.520379地球日计算测量这个数字表示完成一圈所需时间，不代表轨道是完美圆形。
采用恒星周期并为初学者显示而取整。
近似值
Rounded sidereal orbital period.
大气、表面与内部
大气
天卫一没有持久大气。观测到的二氧化碳位于表面，并不是厚重大气层。
表面与内部
天卫一可能由岩石与富水层组成。残留咸水海洋是当前模型结果，不是直接观测。
- 1模型中的富岩内部
密度与热模型支持同时含有硅酸盐岩石和富水物质的混合内部。
科学模型 - 2可能残留的咸水海洋
热演化模型容许咸水液层存在，但目前没有直接探测证据。
科学模型 - 3断裂水冰外壳
旅行者影像直接显示多坑平原、断层崖、谷地与较年轻沉积。
直接观测
我们如何知道
先用影像量大小，再用轨道和无线电追踪求 GM，最后结合光谱与热辐射理解材料。每个数字都保留方法与限制。
- 01直接观测
航天器成像与形状重建
从多次拍摄中辨认天体边缘、地形、撞击记录，并重建用于估算大小的形状。
这项方法的边界
光照、观看角度与覆盖不足会隐藏地形。拼接图也不是一张未经处理的单次照片。
- 02计算测量
无线电追踪与轨道动力学
工程团队测量航天器与卫星怎样运动，先求出 GM，再推导质量与重力。
这项方法的边界
结果依赖轨迹覆盖和动力学模型。小卫星留下的引力信号会更弱。
- 03直接观测
光谱与热辐射观测
光谱和热辐射可限制表面物质、气体成分与代表性温度。
这项方法的边界
光谱主要来自可见表面或大气，不能直接拍到深层内部结构。
证据图例
- 直接观测
- 仪器或样本直接记录现象，同时仍需说明资料处理过程。
- 计算测量
- 使用方程与参考常数，把观测到的运动或信号转换为物理量。
- 科学模型
- 符合观测并经过检验的解释，但不代表已直接拍到或取样。
- Vastward 原创解释
- 面向初学者的原创整理，可追溯至来源纪录，但本身不是测量。
- 艺术想象图
- 诠释性的视觉作品，不属于观测证据。
相关任务与仪器
- Imaging Science Subsystem拍摄天体边缘、地形、色彩差异与随时间出现的表面变化。
- 航天器无线电科学测量多普勒与距离变化，用来限制轨迹、重力与质量。
- Infrared Interferometer Spectrometer and Radiometer把光按波长分开，用来限制物质成分、气体与温度。
官方来源脉络
以下为本档案实际使用的纪录，并随内容保留访问日期。
- 01
- 02
NASA Jet Propulsion Laboratory, Solar System Dynamics · dataset
Planetary Satellite Physical Parameters
- 来源更新
- 来源未公布更新日期
- 访问检查
- 2026-07-31
- 03
NASA Science Photojournal · image
Ariel - Highest Resolution Color Picture
- 来源更新
- 来源未公布更新日期
- 访问检查
- 2026-07-31
- 04
- 05
NASA Technical Reports Server · research-paper
Uranus Satellites: Surface Properties
- 来源更新
- 来源未公布更新日期
- 访问检查
- 2026-07-31
- 06
NASA Jet Propulsion Laboratory · official-page
New Study of Uranus' Large Moons Shows 4 May Hold Water
- 来源更新
- 来源未公布更新日期
- 访问检查
- 2026-07-31
继续探索
图鉴是起点。沿着这些关系进入解释、实验与任务思考。