美國(guó)宇航局的新視野號(hào)冥王星宇宙飛船仍在探索，距離太陽(yáng)50個(gè)天文單位

新視野號(hào)能夠繼續(xù)探索冥王星的奇異環(huán)境直到21世紀(jì)30年代末。

冥王星著名的“心臟”，這是2015年NASA新視野號(hào)宇宙飛船飛掠這顆矮行星時(shí)看到的。

(圖片來(lái)源:NASA/約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室/西南研究所)

“新視野號(hào)”即將到達(dá)一些非常稀薄的空間，但不要指望NASA的探測(cè)器會(huì)滿足于它現(xiàn)有的可觀成就。

新視野號(hào)將行至距離太陽(yáng)50個(gè)天文單位的地方，在飛行歷史上只有四個(gè)探測(cè)器到達(dá)過(guò)這樣的距離。（一個(gè)天文單位指地球-太陽(yáng)的平均距離----大約9300萬(wàn)英里，或1.5億公里。）

這一里程碑是慶祝和贊賞新視野號(hào)完成史詩(shī)般任務(wù)的契機(jī)。2015年7月，“新視野號(hào)”讓人類第一次近距離觀察冥王星，三年半后，它又飛臨了一個(gè)更遙遠(yuǎn)的星體Arrokoth（寓意天空）。

目的地冥王星：NASA新視野號(hào)任務(wù)圖片。

“當(dāng)我從每天的計(jì)劃、管理、數(shù)據(jù)分析和預(yù)算等所有事情的喧囂中停下來(lái)，想想我們作為一個(gè)團(tuán)隊(duì)所取得的成就時(shí)，真的很鼓舞人心?！?新視野號(hào)首席研究員艾倫·斯特恩表示: “有時(shí)候我真想掐自己一下?！?/p>

但我們有充足的理由回顧過(guò)去以及展望未來(lái)，因?yàn)樾乱曇疤?hào)所能做的遠(yuǎn)不止此。即使它在太空中穿梭了十五年，這個(gè)探測(cè)器仍保持著良好的狀態(tài)，斯特恩說(shuō)，它可以在未來(lái)多年繼續(xù)研究它的奇異環(huán)境。

“我們有維持到21世紀(jì)30年代末的電力和燃料，” 斯特恩在科羅拉多州博爾德市的西南研究所工作，他說(shuō)，“所以，從工程的角度來(lái)看，我們已經(jīng)完成了一半的任務(wù)?！?/p>

新視野號(hào)的動(dòng)力由放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器（RTG），它能從钚-238的放射物質(zhì)中獲得熱量并以此產(chǎn)生電力。RTG也為NASA的大多數(shù)其他深空探測(cè)器提供了動(dòng)力，包括在新視野號(hào)之前跨越50天文單位閾值的四個(gè)探測(cè)器——開(kāi)拓者10號(hào)、開(kāi)拓者11號(hào)、旅行者1號(hào)和旅行者2號(hào)。

開(kāi)拓者10號(hào)和11號(hào)在多年前就停止了工作，但兩艘旅行者號(hào)在發(fā)射40多年后仍然活躍在太空。兩者都在探索星際空間:旅行者1號(hào)目前距離地球約152個(gè)天文單位，旅行者2號(hào)距離我們近127個(gè)天文單位。

美國(guó)宇航局的新視野號(hào)探測(cè)器在飛越柯伊伯帶時(shí)看到的小天體Arrokoth。（圖片來(lái)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/西南研究所/羅曼·特卡琴科）

一段非常漫長(zhǎng)的旅程

新視野號(hào)的旅程已經(jīng)進(jìn)行了30年，充滿了波折。斯特恩和他的同事在20世紀(jì)80年代末開(kāi)始開(kāi)發(fā)冥王星項(xiàng)目，但這項(xiàng)耗資7.2億美元的任務(wù)直到21世紀(jì)初才獲得官方批準(zhǔn)。（想了解更多關(guān)于該任務(wù)曲折歷史的信息，請(qǐng)閱讀斯特恩和行星科學(xué)家大衛(wèi)·格林斯彭2018年的著作《追逐新視野號(hào)》。）

“新視野號(hào)”于2006年1月發(fā)射，任務(wù)是首次飛越冥王星。自從1930年克萊德·湯博發(fā)現(xiàn)這顆遙遠(yuǎn)的矮行星以來(lái)，它一直很神秘，即使在美國(guó)宇航局的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡所能捕捉到的最好的照片中，它也只是一個(gè)模糊的斑點(diǎn)。

2015年7月14日，“新視野號(hào)”完成了它備受期待的飛掠，在距離冥王星寒冷表面7800英里（12550公里）的范圍內(nèi)飛掠。探測(cè)器在這次近距離接觸中所做的觀察將冥王星從一個(gè)模糊的斑點(diǎn)變成了一個(gè)真實(shí)的地方——而且是一個(gè)令人驚嘆的多樣和有趣的地方，有高聳的水冰山脈，奇怪的“葉片狀地形”和一個(gè)巨大的氮冰平原，構(gòu)成了現(xiàn)在著名的“心臟”的一個(gè)葉。

在飛掠過(guò)后，“新視野號(hào)”繼續(xù)收集它周圍的數(shù)據(jù)，那是海王星軌道外的一圈寬闊、寒冷的天體，被稱為柯伊伯帶。該探測(cè)器研究了它的環(huán)境，從遠(yuǎn)處觀察了一些柯伊伯帶天體（KBO），并進(jìn)行了第二次近距離飛越，這次是一個(gè)小型柯依伯帶天體。

在新年那天的相遇中，新視野號(hào)在距離Arrokoth僅2200英里（3540公里）的地方進(jìn)行了快速飛近，當(dāng)時(shí)Arrokoth距離冥王星軌道約10億英里（16億公里）。這次近距離接觸的結(jié)果，是探測(cè)器正在進(jìn)行的擴(kuò)展任務(wù)的核心，可能比冥王星的數(shù)據(jù)更令人驚訝：22英里寬（36公里）的Arrokoth看起來(lái)像一個(gè)扁平的、帶紅色的太空雪人，有兩個(gè)不同的裂片。

“新視野號(hào)”的觀測(cè)顯示，Arrokoth是一個(gè)原始的天體，是太陽(yáng)系早期遺留下來(lái)的行星構(gòu)件。任務(wù)小組成員說(shuō)，它的兩個(gè)葉瓣曾經(jīng)可能是不同的物體，后來(lái)以溫和的方式合并在一起。

斯特恩說(shuō):“我們的兩個(gè)主要目標(biāo)的結(jié)果都是科學(xué)奇觀——這兩個(gè)目標(biāo)都超出了我們最狂野的預(yù)期?！?/p>

尋找三號(hào)飛掠目標(biāo)

新視野號(hào)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開(kāi)始沿著飛船航路尋找另外的柯依伯帶天體，這借助于如同夏威夷斯巴魯望遠(yuǎn)鏡這樣強(qiáng)力的器材所拍到的照片。斯特恩強(qiáng)調(diào)，考慮到柯依伯帶天體的稀少，第三次飛掠機(jī)會(huì)將很渺茫，但他和他的同事正在盡可能地提高幾率。

例如，任務(wù)團(tuán)隊(duì)成員卡維拉斯和韋斯·帕特里克最近開(kāi)始應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)來(lái)尋找柯依伯帶天體，無(wú)論是從遠(yuǎn)處還是近距離。

當(dāng)兩人“通過(guò)他們的新軟件工具重新運(yùn)行搜索數(shù)據(jù)時(shí)，它不僅工作速度快了100倍，而且還發(fā)現(xiàn)了幾十個(gè)人類搜索者在搜索圖像中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的新柯依伯帶天體!”斯特恩在上個(gè)月的任務(wù)更新中寫(xiě)道?！敖衲晖硇r(shí)候，我們將再次利用這個(gè)重要的新工具，明年和之后也是如此?！?/p>

即使沒(méi)有合適的飛越目標(biāo)出現(xiàn)，新視野號(hào)在未來(lái)的幾個(gè)月和幾年里也有很多事情要做。斯特恩說(shuō)，到目前為止，該探測(cè)器已經(jīng)從遠(yuǎn)處觀察了近30個(gè)柯依伯帶天體，如果一切按計(jì)劃進(jìn)行，下個(gè)月還將研究另外3個(gè)柯依伯帶天體。

活動(dòng)將是“墻里另一塊磚就是建立一個(gè)統(tǒng)計(jì)相關(guān)的柯依伯帶天體集合，我們研究的方式只有在柯伊伯帶才能做到，要么通過(guò)近距離觀測(cè)，要么通過(guò)我們觀察它們的不同角度?！?斯特恩說(shuō)，“我們正在建立這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。這是一個(gè)遺產(chǎn)?！?/p>

新視野號(hào)還會(huì)做其他工作。例如，它將繼續(xù)收集天王星和海王星的數(shù)據(jù)，并繼續(xù)對(duì)其柯伊伯帶環(huán)境進(jìn)行勘測(cè)，迄今為止，很少有探測(cè)器探索過(guò)這個(gè)領(lǐng)域。而且，如果新視野號(hào)保持健康狀態(tài)，NASA繼續(xù)批準(zhǔn)延長(zhǎng)任務(wù)，它將向科學(xué)家們介紹柯伊伯帶以外的領(lǐng)域。據(jù)認(rèn)為，柯伊伯帶的外緣距離太陽(yáng)約70個(gè)天文單位。

斯特恩說(shuō)，新視野號(hào)將在21世紀(jì)20年代末到達(dá)這一邊界。到21世紀(jì)30年代末，該航天器的能量耗盡時(shí)，它可能能夠到達(dá)100天文單位左右，進(jìn)一步鞏固它在探索歷史上的地位。

“我們說(shuō)過(guò)，我們將建造一艘可以飛越太陽(yáng)系、探索新世界的航天器?！?斯特恩說(shuō)，“我們做到了，我們?nèi)匀辉谶@樣做。但當(dāng)我說(shuō)出這些話時(shí)，它們聽(tīng)起來(lái)像科幻情節(jié)，但它們不是。”

BY:Mike Wall

FY:鯊魚(yú)辣椒

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