
译者注:国际天文学联合会第26届大会刚刚通过了行星新定义,根据决议,冥王星被从太阳系九大行星中“除名”后,为表示该含义建议将其中文译名改为冥神星,以体现低于天王星、海王星,而与谷神星、婚神星等同属矮行星的含义。但在本文中依然沿用冥王星的习惯称谓。
这项宏伟的计划长达10年,从卡纳维拉尔角(美国一火箭发射中心,译者注)飞越30亿英里直到太阳系的边缘。而它的行程现在已经进行到一半了。2015年,NASA的“新视野号”(New Horizons)宇宙飞船将让我们与神秘而备受宠爱的冥王星进行第一次的亲密接触。
“每次当我们到达一个新的领域,我们总能发现让我们豁然开朗的东西。”行星科学家Alan Stern说。他来自美国西南研究所,同时也是新视野计划的负责人。
当这个项目在2006年启动时,NASA将它称做“对于太阳系第九大行星史无前例的探索之旅”。当然,自从冥王星被官方从大行星降格为矮行星之后,这个项目也无法被称做对于行星前沿的探索。但是撇开这些争议,冥王星始终是一颗迷人的行星,无论是天文学家还是公众都迫不及待想要一窥其究竟。
无人宇宙飞船将对冥王星和其卫星卡戎进行第一次深入详尽的研究,在此之后,它将继续向太阳系的尽头进发,直到柯伊伯带。柯伊伯带是紧邻海王星轨道之外,一条由大大小小的冰封物体组成的宽广带状天体,距离太阳大约50个天文单位。
“当1930年冥王星第一次被发现的时候,它看上去的确是个异类,”Stern说,“在我们的行星体系中,四个是岩质的、类似地球的行星,四个是巨大的气体行星,而唯一与众不同的就是冥王星。”
然而,当20世纪90年代柯伊伯带被发现之后,科学家们意识到这种小型冰封天体并不奇特。“我们发现了许许多多类似冥王星的天体,”Stern说,“事实上,这种天体是太阳系中占绝大多数的天体。这不仅改变了我们对太阳系的认识,也使我们意识到向冥王星发射飞船的重要性。我们发现自己从来没有向太阳系中最普遍的天体发射过探测飞船。”
2001年,来自国家科学院的一个特别委员会与NASA讨论了10年行星探索计划的目标,而这个小组将对于柯伊伯带的研究,包括冥王星和卡戎星,作为了最优先的科学议题。
对于柯伊伯带探索的动机可能部分来自与人们终于认识到,我们对太阳系边缘这片寒冷黑暗的区域实在知之甚少。上个月底,一位来自贝尔法斯特(北爱尔兰首府,最大海港,译者注)皇后大学的天文学家的研究表明,在柯伊伯带中最大而奇怪的天体,守护石星(Haumea,小行星136108,这颗小行星并没有官方的中文译名,这个译名是我参考其他用法拟的,不当之处请指正。译者注)的表面存在着红点。科学家猜测这些神秘的深红色条纹可能是守护石星的炙热内核向外喷射气体是造成的冲击所导致的。无论如何,这是科学家第一次在柯伊伯带天体上发现这种表面特征。
通过向冥王星发射探测飞船,我们能对这些特点有一个更细致的了解。Stern表示,这次对柯伊伯带探索带来的最激动人心的结果可能是我们事先无法预料的。“在我们进行宇宙探索之前,没有人能够预料到,金星是那样一个充满毒气的地狱,而火星表面却有河谷。”他说。

然而,向30亿英里之外的行星发射无人宇宙飞船绝非易事,更何况它表面的温度只有零下387华氏度(-233摄氏度,译者注)。在航行的最初,新视野号的工程师们将与时间赛跑:为了从木星获得引力推进力,飞船将花三年时间绕木星旋转。然而,如果要使这次推进成功,新视野号就必须按时发射——即使只有几天的误差也会使这个10年的项目拖延到13年。
“发射飞船就像赛马一样,”Stern说。幸运的是,一切运转无碍,到2007年2月,新视野号顺利地从太阳系最大的行星那里得到助推,沿途还抓拍了几张这颗红色巨行星的倩影。
现在,新视野号已在半途,正在进行它从木星到冥王星的“行星间巡航”。在这趟旅途的绝大部分时间里,飞船都处于休眠模式,除了最核心的电子设备以外的全部设备都被关闭以节约能量。在这些“睡眠”时期中,新视野号仅仅靠一台放射性同位素热电发生器驱动,而它的耗能还不及一制100瓦的家用电灯泡。
每年大约有50天的时间,飞船被唤醒以进行检查和重新校准工作。至今为止,Stern称,几乎没有发生过NASA的工程师需要进行故障排除的情况。“你看,这太棒了,”他说,“飞船上的一切设备运转良好,我们甚至用不到备用系统。我们碰到了一些软件上的小故障,并做了相关的补丁,同时相比预期有些软件的运作略有不同。但是总体上来说,项目一切顺利,时间进度也很良好。”
一旦新视野号到达冥王星,它将用七种不同的科学仪器来测绘这颗矮行星的表面,并分析它独特的大气,人们普遍认为其含有痕量的一氧化碳和甲烷气体。飞船采集的所有数据将会通过无线电发射器和直径83英尺的天线传回地球。
“这些数据要花上几个月才能到达地球,而我敢肯定要全部分析还要花几年时间,”Stern说,“但是即便是第一天我们就能得到精彩的照片和其他数据。”
当然,这个第一天还要五年半才能到来——如果你是一个急于看到心爱的冥王星从矮行星恢复正式的行星地位的冥王星爱好者的话,这段时间可真够长的。
然而对Stern来说,2015年似乎近在眼前了。“我从1989年就开始等了,”他说,“所以五年半对我来说好像一眨眼的功夫。”

图片:1)约翰霍普金斯大学应用物理实验室/美国西南研究所.2)NASA/JHU/APL.3)新视野项目保险杠标签/APL
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