美國(guó)宇航局的新視野號(hào)探測(cè)器到達(dá)罕見距離，與最遠(yuǎn)的旅行者號(hào)遙遙相望

冥王星航天器即將跨越50天文單位的門檻。

美國(guó)宇航局新視野號(hào)航天器的渲染圖，它達(dá)到距離太陽(yáng)50天文單位處（即日地距離的50倍），這一距離在歷史上僅有四個(gè)機(jī)械探測(cè)器到達(dá)過。為了慶祝這一里程碑式成就，新視野號(hào)將其相機(jī)對(duì)準(zhǔn)了旅行者1號(hào)的方向——那是距離地球最為遙遠(yuǎn)的航天器（黃圈標(biāo)記處）。

(圖片來源：美國(guó)宇航局/約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室/美國(guó)西南研究院)

新視野號(hào)已經(jīng)離家很遠(yuǎn)、很遠(yuǎn)。

在以創(chuàng)紀(jì)錄的速度從地球發(fā)射15年后，在成為有史以來第一個(gè)飛越冥王星的航天器6年后，美國(guó)宇航局的新視野號(hào)探測(cè)器即將到達(dá)一個(gè)里程碑式的距離——?dú)v史上只有四個(gè)機(jī)械探測(cè)器越過了它。

新視野號(hào)將到達(dá)距離太陽(yáng)50天文單位的地方——或日地距離的50倍，也就是46.5億英里（75億公里）。在這般遙遠(yuǎn)的距離下，即便以光速傳輸，從新視野號(hào)發(fā)出的信號(hào)也需要超過6.5小時(shí)才能到達(dá)地球。

目的地冥王星：美國(guó)宇航局的新視野號(hào)任務(wù)圖片

“我只想到了任務(wù)的艱巨性，”科羅拉多州博爾德西南研究所的新視野號(hào)項(xiàng)目首席科學(xué)家阿蘭·斯特恩在接受網(wǎng)站“宇宙收集（collectSPACE）”采訪時(shí)說，“自旅行者號(hào)越過這一距離之后，一整代的人都沒有再到達(dá)過。我們的新視野號(hào)是目前唯一在外日光層和柯伊伯帶飛行的航天器?！?/p>

目前位于冥王星以外柯伊伯帶的美國(guó)宇航局的新視野號(hào)，只是到達(dá)過距離太陽(yáng)50天文單位（即日地距離的50倍）的五個(gè)航天器中的一個(gè)，它仍在飛出太陽(yáng)系的路上。 (圖片來源：美國(guó)宇航局/約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室/美國(guó)西南研究院)

遠(yuǎn)在天邊

新視野號(hào)是目前距離地球第五遠(yuǎn)的航天器。

先驅(qū)者10號(hào)于1972年發(fā)射，是第一個(gè)穿過小行星帶并飛越木星的探測(cè)器，于1990年9月22日到達(dá)50天文單位距離。2021年，它距離地球大約129天文單位距離。

它的姊妹探測(cè)器，先驅(qū)者11號(hào)，比它晚一年（即1991年）達(dá)到50天文單位距離。先驅(qū)者11號(hào)于1973年發(fā)射，它不僅飛越木星，還是第一個(gè)直接觀測(cè)土星的探測(cè)器。2021年，它距離地球約105天文單位距離。

美國(guó)宇航局于1977年9月5日發(fā)射旅行者1號(hào)探測(cè)器，比其姊妹探測(cè)器旅行者2號(hào)晚16天。旅行者1號(hào)觀測(cè)了木星和土星，而旅行者2號(hào)飛越了天王星和海王星。2021年，旅行者1號(hào)距離地球152天文單位，旅行者2號(hào)則在127天文單位處。雖然先驅(qū)者10號(hào)和先驅(qū)者11號(hào)多年前就停止了運(yùn)行，但兩個(gè)旅行者號(hào)探測(cè)器彼時(shí)仍然活躍?？茖W(xué)家們預(yù)估，在2025年之后，旅行者1號(hào)會(huì)徹底和地球失去聯(lián)系，成為漂浮在宇宙中的一艘“流浪探測(cè)器”。

兩架先驅(qū)者號(hào)和兩架旅行者號(hào)如今都非常遙遠(yuǎn)，它們都不是離新視野號(hào)最近的探測(cè)器。美國(guó)宇航局的朱諾號(hào)航天器，現(xiàn)在運(yùn)行在繞木軌道上，是距離新視野號(hào)更近的探測(cè)器。

斯特恩說：“在非常遙遠(yuǎn)的未來，新視野號(hào)將離其他探測(cè)器更遠(yuǎn)，而更接近旅行者號(hào)和先鋒號(hào)，但永遠(yuǎn)無法超過它們，因?yàn)槟撬膫€(gè)探測(cè)器中有三個(gè)的速度都比新視野號(hào)快?！?/p>

為了強(qiáng)調(diào)旅行者1號(hào)已經(jīng)走了多遠(yuǎn)，美國(guó)宇航局在1990年將探測(cè)器的相機(jī)轉(zhuǎn)向內(nèi)太陽(yáng)系，當(dāng)時(shí)它距離地球大約40.11天文單位。由此產(chǎn)生的馬賽克照片，現(xiàn)在被稱為“全家?！薄掌嫌辛w行星：金星、地球、木星、土星、海王星和天王星，每個(gè)行星都只有幾個(gè)像素那么大。

在距離太陽(yáng)50天文單位的地方，新視野號(hào)無法做到這一點(diǎn)。

斯特恩表示：“根據(jù)計(jì)算結(jié)果，如果我們對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)拍攝內(nèi)太陽(yáng)系全家福，新視野號(hào)的成像儀將會(huì)被燒毀，”他指出，即使在如此遠(yuǎn)的距離，太陽(yáng)對(duì)探測(cè)器的遠(yuǎn)程勘測(cè)成像儀來說依舊太亮了，該成像儀是為拍攝冥王星的暗淡光線而校準(zhǔn)的，“所以直到我們穿過柯伊伯帶的幾年之后，我們都不想這樣做。”

作為替代，斯特恩和他的團(tuán)隊(duì)將新視野號(hào)成像儀指向旅行者1號(hào)，這是位于柯伊伯帶的探測(cè)器首次拍攝另一個(gè)更加遙遠(yuǎn)的、正在穿越星際空間的探測(cè)器。

“當(dāng)然，我們沒有真的看到旅行者1號(hào)，它的光芒太微弱了，但我們對(duì)星域進(jìn)行了成像，”斯特恩告訴“宇宙收集”網(wǎng)站，“我們用相機(jī)看了看最遠(yuǎn)的探測(cè)器所在的地方，從我們?cè)诳乱敛畮У奶綔y(cè)器拍攝了那片星域的照片。對(duì)我來說，那種美令人神往，盡管它只是一張遍布星星的照片?！?/p>

“這既是對(duì)執(zhí)行星際探索先鋒任務(wù)的旅行者號(hào)的敬意，也表明我們現(xiàn)在的工作?！?/p>

旅行者號(hào)40周年：美國(guó)宇航局史詩(shī)般的“巡視”任務(wù)中的40張照片

為了紀(jì)念達(dá)到50天文單位處，美國(guó)宇航局的新視野號(hào)將其相機(jī)指向旅行者1號(hào)的方向（黃色圓圈標(biāo)記處）。在拍攝這張圖片時(shí)（2021年），在距離新視野號(hào)約100天文單位的地方，旅行者1號(hào)光亮太過微弱，無法分辨。 (圖片來源：美國(guó)宇航局/約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室/美國(guó)西南研究院)

翻山越嶺

到達(dá)距太陽(yáng)50天文單位處不僅僅是一個(gè)整數(shù)距離里程碑，還意味著新視野號(hào)現(xiàn)在所做的一切都超過了其設(shè)計(jì)時(shí)的預(yù)期壽命。

斯特恩解釋道：“當(dāng)你設(shè)計(jì)一個(gè)航天器時(shí)，你需要做的第一件事就是設(shè)置必要條件，其中必須設(shè)定的一個(gè)就是航天器的最遠(yuǎn)運(yùn)行距離。如今我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)總是留有余地，以便能做得更好。但我們必須有一些目標(biāo)，如果我們?cè)竭^那條目標(biāo)線，就可以宣布勝利——航天器完成了它的設(shè)計(jì)目標(biāo)?！?/p>

“那條目標(biāo)線就50天文單位?！?/p>

新視野號(hào)在2015年7月第一次飛過冥王星，并且第一次近距離觀察這顆天體及其衛(wèi)星，當(dāng)時(shí)航天器距離太陽(yáng)39.2天文單位。隨后，在2019年元旦，新視野號(hào)進(jìn)行了歷史上最遠(yuǎn)的飛越（到2021年為止），在距離太陽(yáng)43.4天文單位處對(duì)一個(gè)小型柯伊伯帶天體（“阿羅科斯”）進(jìn)行了第一次近距離觀測(cè)。

“我們?nèi)栽诓粩喃@取那次飛越中的數(shù)據(jù)。另外，在我們飛越柯伊伯帶的同時(shí)，我們還在做另外三件事：研究日光層環(huán)境、等離子體、星際塵埃和氣體；研究其他柯伊伯帶天體，其中的30多個(gè)我們已經(jīng)知曉，通過無法從地球或任何其他航天器實(shí)現(xiàn)的方式進(jìn)行了觀測(cè)；我們還使用位于夏威夷的斯巴魯望遠(yuǎn)鏡（亦稱昴星望遠(yuǎn)鏡，是世界上最大的望遠(yuǎn)鏡之一），來尋找新的柯伊伯帶天體進(jìn)行研究。我們希望能找到一個(gè)新的飛越目標(biāo)，因?yàn)樾乱曇疤?hào)仍有燃料，所以能夠再進(jìn)行另一次飛越。”

科學(xué)家團(tuán)隊(duì)希望能在新視野號(hào)能量耗盡之前找到另一個(gè)飛越目標(biāo)。盡管它從一個(gè)核電池（放射性同位素?zé)岚l(fā)電機(jī)，英文簡(jiǎn)稱RTG）中獲取電力，但它的钚電源每十年就會(huì)少產(chǎn)生33瓦的電力。到21世紀(jì)30年代末，當(dāng)新視野號(hào)大約抵達(dá)太陽(yáng)100AU的位置時(shí)，它可能會(huì)因?yàn)殡娏Σ蛔愣Ｖ惯\(yùn)行。

即使新視野號(hào)不能到達(dá)100AU，斯特恩也對(duì)這項(xiàng)任務(wù)已經(jīng)經(jīng)歷的部分印象深刻，團(tuán)隊(duì)所取得的成就更是讓他記憶猶新。

“旅行者號(hào)的團(tuán)隊(duì)有450人，新視野號(hào)則是大約50人，大約是小10倍的規(guī)模，”

“當(dāng)我想到我們的團(tuán)隊(duì)在這15年里僅用一個(gè)航天器、在沒有備份的情況下所取得的成就：一路走來，第一次研究冥王星，第一次研究柯伊伯帶，現(xiàn)在又越過了50天文單位的里程碑，那可是設(shè)計(jì)它時(shí)規(guī)劃的最遠(yuǎn)航行距離。這對(duì)我來說簡(jiǎn)直就像科幻小說，”斯特恩表示，“我不得不掐自己一下才能相信事實(shí)，這群人居然能夠做到這件事，它比生命的意義都大得多?！?/p>

BY:Robert Z. Pearlman

FY: 雨上蕭

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