飛了9年半時間、48億公里，美國研制的“新視野”（New Horizons， 又譯“新地平線”）號探測器，在北京時間14日晚間，從位于太陽系邊緣的冥王星身邊掠過，最近時相距1.25萬公里。

　　航天專家、《國際太空》雜志執(zhí)行主編龐之浩嘆道?！靶乱曇啊钡闹饕蝿帐翘綔y冥王星及其衛(wèi)星卡戎，此后還將飛向柯伊伯帶（Kuiper Belt），尋找太陽系起源和地球生命起源的線索。

　　幾經(jīng)周折趕上“末班車”

　　冥王星與地球的距離較太陽系其他行星更遠，以前一直沒有探測器走近過它。上世紀90年代末，NASA（美國航空航天局）曾制定名為“冥王星—柯伊伯快車”的計劃，但因經(jīng)費超支等原因被勒令下馬。

　　幾經(jīng)周折，美國得克薩斯州西南研究院和約翰斯·霍普金斯大學應用物理實驗室提出的“新視野”計劃獲得批準。這項計劃實際耗資7億美元，但能發(fā)回比柯伊伯快車計劃多10倍的觀測數(shù)據(jù)。

　　然而該計劃的實施，卻面臨苛刻的要求。龐之浩介紹，2004年至2006年是發(fā)射冥王星探測器的最佳時間，其間發(fā)射，探測器能借助木星引力更快地飛向冥王星，大大節(jié)省燃料、縮短飛行時間，探測冥王星上沒有凍結的大氣。如果錯過此次“助推”，下次木星的理想位置要到2018年才出現(xiàn)。但那時冥王星離太陽更遠，其大氣層已經(jīng)凍結，無法了解到大氣層的詳細狀態(tài)，再次大氣解凍則要等到23世紀。

　　同時，冥王星及其衛(wèi)星表面有陰影區(qū)，離太陽越遠，陰影區(qū)就越大，這會對繪制完整的冥王星及其衛(wèi)星地圖造成困難。此外冥王星和卡戎上的極夜也會妨礙探測器的拍攝和探測。

　　為此，科學家爭分奪秒地研制“新視野”探測器，2006年1月19日，它終于升空，趕上了“末班車”?！斑@是人類有史以來速度最快的飛行器?！饼嬛普f，它以5.8萬多公里的時速，只用了9小時就飛過月球，而當年美國“阿波羅”飛船抵達月球則用了3天時間。接下來，“新視野”用13個月飛到木星，借助木星的引力將速度提升至每小時7.5萬公里，向冥王星飛去。

　　最后階段曾失聯(lián)

　　飛越木星以后，“新視野”攜帶的絕大部分儀器處于休眠狀態(tài)，以節(jié)約電力、延緩設備老化并降低運營開支。

　　龐之浩說，該探測器每年僅被喚醒一次，每次大約50天左右，進行設備檢測和軌道跟蹤。剩下的時間，它處于慢自旋狀態(tài)，每周發(fā)回一次信標信號，報告自己是否正常。

　　2014年12月7日，“新視野”又一次結束了休眠，這時它距離冥王星還有2.6億公里，這次喚醒標志著探索冥王星及其衛(wèi)星的活動正式開始。此后它一直保持“清醒”狀態(tài)，快速向冥王星靠近。

　　龐之浩介紹，“新視野”對冥王星的探測共分為三個階段。

　　從今年1月15日起，它陸續(xù)啟動塵埃計數(shù)器等設備，十天后開始用遠程勘測成像儀從遠處對冥王星拍照，不斷增強對冥王星的了解，并幫助自己導航，確定冥王星的具體方位。接下來的幾個月，它拍攝了數(shù)百張冥王星圖像，盡管這些圖像都只是小亮點，卻對科學家們設定適當?shù)能壍佬拚齾?shù)提供了幫助。此外它還執(zhí)行了一系列重要的科學操作，其搭載的科學載荷連續(xù)采集了行星際空間的環(huán)境數(shù)據(jù)，包括測量從太陽發(fā)出的高能粒子流、柯伊伯帶內側空間彌漫的塵埃顆粒性質等。

　　4月起，“新視野”的重點不再是導航，而開始集中精力“搞科研”。它對冥王星的觀測工作大大加強，5月中旬以后，其搭載的相機和光譜儀獲得質量和分辨率空前清晰的冥王星圖像，并拍到分辨率達1千米的冥王星表面圖像，從而可以用于對冥王星及其衛(wèi)星進行精確度前所未有的全球地圖測繪。此前所獲得的冥王星圖像最高分辨率為500千米左右，由“哈勃”空間望遠鏡拍攝。

　　6月下旬，“新視野”進入最后沖刺階段。7月1日，它進行了最后一次目標定位，微調飛往冥王星路線，以探測冥王星表面冰凍甲烷。

　　不幸的是，4日“新視野”突然失聯(lián)了。好在1小時21分鐘后通信恢復，但它由于故障而進入了安全模式。此次故障原因是兩條指令沖突，同時要求電腦進行大量運算，導致電腦不堪負荷。經(jīng)過處理，它在三天后恢復正常，重新開始工作。此次故障讓它損失了30次觀測機會，不過在4日到16日這一重點觀測時間段內，這個損失還占不到預定總觀測量的1%，所以影響不大。

　　8日，美國接到“新視野”傳回的冥王星照片，圖中的褐色星球上有一個巨大桃心形明亮區(qū)域，寬度達2萬公里，還有一條巨大“鯨”形陰影。在赤道的另一側，還有四個神秘的“異形”黑點。這令天文學家們又激動又迷惑。

　　13日，“新視野”做了探測前的最后準備。它把對冥王星的初始觀測數(shù)據(jù)傳回地球，以防自己在飛掠時發(fā)生不測。

　　任務期間暗藏風險

　　14日北京時間19點49分59秒，“新視野”將以49568公里的時速，到達此行最接近冥王星的位置，距離為1.25萬千米；15分鐘后靠近卡戎，最近距離為27358公里。

　　龐之浩介紹，飛掠期間，遠程勘測成像儀能獲取兩道幅寬約80公里的冥王星地表遙感圖像，覆蓋整個正面半球，最高能拍攝分辨率達80米的冥王星地貌；研究冥王星的大氣層，尋找冥王星上的云和霧；是否還有未被發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星。為了可以集中精力搜集冥王星和卡戎的數(shù)據(jù)，“新地平線”探測器大多數(shù)時間都會保持無線電沉默，這段時間不會向地球傳回數(shù)據(jù)。

　　此間，它還將探測冥王星大氣層發(fā)出的紫外線輻射，分別在綠、藍、紅和對甲烷霜敏感的特殊波段，繪制冥王星和卡戎清晰的地圖；還要在近紅外波長上獲取光譜圖，以了解冥王星及卡戎表面成分和這些物質的分布及溫度等。

　　龐之浩說，此次任務暗藏風險。任務中，“新視野”需避開可能存在碎片環(huán)，防范未發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星。人類已知冥王星有5顆衛(wèi)星，但它要觀測是否有第6顆衛(wèi)星存在，假如發(fā)現(xiàn)了，就要計算是否會干擾到探測器的軌道。另外，此次飛掠大約會在21點02分結束，如果它沒有及時收到信號，有可能會與某個小碎片撞擊。

　　如果任務成功，“新視野”會從15日起將冥王星和卡戎的照片和科學數(shù)據(jù)傳回地球。但受美國深空通信網(wǎng)絡限制，探測器下行速率僅為每秒1.68千比特。這意味著，雖然冥王星和卡戎的“近景特寫”能很快發(fā)布，但地面要接收完全部數(shù)據(jù)，可能要花費超過1年零4個月時間。

　　完成對冥王星的考察后，“新視野”將在2017年至2020年進入柯伊伯帶，探測至少兩個直徑為40公里至90公里的柯伊伯帶天體。龐之浩介紹，柯伊伯帶是位于海王星軌道外側，散布大量冰凍小天體的稀疏環(huán)形區(qū)域，此項探測可能會持續(xù)5年至10年。

　　之后，“新視野”上的電腦將會被重置，上傳由“一個地球新地平線信件（One Earth：New Horizons Message）”項目收集的有關地球的各種信息，包括世界各地的人提交的照片、聲音、文字甚至電腦程序。它將帶著這些來自地球的信息，飛向遙遠的恒星際空間。

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