騰訊太空鄭永春2015年08月30日07:34分享
[摘要]在飛掠了冥王星之后，8月29日，美國宇航局今天公布了這艘飛船的下一個(gè)目的地：編號為2014 MU69的柯依伯帶天體。
根據(jù)哈勃
太空望遠(yuǎn)鏡的觀測，2014 MU69直徑可能在45公里左右，比彗星要大一些
騰訊太空訊 7月14日，新視野號飛船歷史性飛越冥王星和冥衛(wèi)一。目前，飛船正在快速飛離冥王星、進(jìn)入柯依伯帶中心地帶。8月29日，美國宇航局今天公布了這艘飛船的下一個(gè)目的地：編號為2014 MU69的柯依伯帶天體。2014 MU69的昵稱是PT1，即潛在目標(biāo)一號的英文縮寫，運(yùn)行在冥王星以遠(yuǎn)16億千米的軌道上。
新視野號總投資7億美元，是美國宇航局的小型太陽系探測任務(wù)。該項(xiàng)目由馬歇爾太空飛行中心總體負(fù)責(zé)，約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)飛船的設(shè)計(jì)、建造和任務(wù)運(yùn)行，西南研究院負(fù)責(zé)
科學(xué)探測任務(wù)規(guī)劃和科學(xué)儀器操作。
按照合同規(guī)定，新視野號已經(jīng)圓滿完成了探測任務(wù)，探測柯依伯帶其他天體不是合同規(guī)定的任務(wù)，也沒有經(jīng)費(fèi)支持。鑒于新視野號飛船目前狀態(tài)良好，還有能力進(jìn)行拓展任務(wù)，新視野號團(tuán)隊(duì)將向美國宇航局提交建議書，申請拓展任務(wù)的經(jīng)費(fèi)。獨(dú)立專家團(tuán)隊(duì)將于明年評估該建議書，美國宇航局根據(jù)專家評估結(jié)論，才最終決定是否同意資助。
雖然美國宇航局已經(jīng)確認(rèn)2014 MU69作為新視野號飛船的下一個(gè)探測目標(biāo)，但還需要經(jīng)過完整的評估程序后。曾經(jīng)擔(dān)任航天員的美國宇航科學(xué)任務(wù)部主任John Grunsfeld介紹說，是否同意新視野號的拓展任務(wù)，需要在更高層面的行星科學(xué)工作會上討論，我們希望拓展任務(wù)比主任務(wù)花錢更少，但仍然確保做出新的令人振奮的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。
冥王星上的龜甲地形，箭頭所指為冥王星表面平原上的泥裂狀溝渠和山丘，紅圈區(qū)域可能是冰升華后形成的麻點(diǎn)狀地形。1英里=1.61千米。圖/NASA，JHUAPL，SwRI
新視野號探測的區(qū)域光線非常暗弱，太陽輻射能量只有地球上的千分之一，飛船沒有太陽能電池板，無法靠太陽能發(fā)電。新視野號安裝了一個(gè)反應(yīng)堆，攜帶了10.9公斤二氧化钚，通過放射性燃料衰變發(fā)電，提供給飛船上的各種儀器使用。新視野號攜帶的常規(guī)燃料只有66公斤，通過常規(guī)燃料點(diǎn)火給飛船提供動力，改變飛行軌道。這66公斤燃料就像一個(gè)液化氣罐，每點(diǎn)火一次，燃料就變少一點(diǎn)。因此，新視野號下一個(gè)探測目標(biāo)只能在原先的飛行軌跡附近選擇，不能偏離原軌跡太遠(yuǎn)，否則它攜帶的燃料不足以進(jìn)行軌道調(diào)整。
由于燃料有限，新視野號飛船的下一個(gè)探測目標(biāo)需要盡早確定。10月下旬和11月上旬，飛船將開展一系列的軌道機(jī)動，使其朝著2014 MU69飛行，并于2019年1月1日飛越探測目標(biāo)，慶祝地球新年的到來。但如果遲遲未能決策的話，延遲實(shí)施這些軌道調(diào)整動作將需要消耗更多的燃料，并增加任務(wù)風(fēng)險(xiǎn)。
2014 MU69是柯依伯帶中的一種古老天體類型，形成于其現(xiàn)在所在的軌道區(qū)域。據(jù)新視野號首席科學(xué)家、西南研究院研究員斯特恩介紹，去往該柯依伯帶天體只需要消耗很少的燃料，比其他候選目標(biāo)的燃料消耗要少得多。由于新視野號下一步要去的目標(biāo)了解很少，所以需要盡可能節(jié)省燃料，以應(yīng)付這些難以預(yù)見的意外情況。
新視野號飛船最初的設(shè)計(jì)目的是飛越冥王星及其衛(wèi)星，在可能的情況下探測其他柯依伯帶天體。設(shè)計(jì)時(shí)，飛船攜帶了飛越柯依伯帶其他天體所需的肼燃料，通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以滿足比冥王星更遙遠(yuǎn)天體的探測，飛船上相機(jī)和光譜儀都可以在比2014 MU69更暗弱的光照水平下成像。新視野號的心臟——放射性同位素溫差電池，至少可以保證新視野號正常工作到2030年。目前，新視野號目前距離地球49億公里，剛剛開始向地球發(fā)送飛越冥王星時(shí)存儲在飛船硬盤中的大量圖像和其他數(shù)據(jù)，飛船運(yùn)行一切正常，狀態(tài)良好。
冥王星上發(fā)現(xiàn)的冰山。這張照片拍攝于新視野號從最近點(diǎn)飛越冥王星前約1個(gè)半小時(shí)，探測器距離冥王星表面約77萬千米。圖/NASA，JHUAPL，SwRI
與火星和木星之間的主帶小行星不同的是，柯伊伯帶天體離太陽更遙遠(yuǎn)，只受到很微弱的太陽光照加熱，因此得以保存完好，記錄著46億年前太陽系剛剛形成時(shí)的歷史。2003年，美國科學(xué)院曾經(jīng)發(fā)布了行星科學(xué)十年規(guī)劃報(bào)告——“太陽系中的新前沿”，這也是指導(dǎo)美國宇航局太陽系探測的綱領(lǐng)性文件。該報(bào)告強(qiáng)烈推薦未來的探測任務(wù)去飛越冥王星和其他的小型柯依伯帶天體，盡可能了解這片未探索區(qū)域不同的天體類型。PT1是柯依伯帶中完全不同于冥王星的天體類型，因此新視野號的拓展任務(wù)選擇飛越這種類型的天體，有助于實(shí)現(xiàn)規(guī)劃報(bào)告提出的目標(biāo)。
尋找新視野號下一步探測目標(biāo)的努力實(shí)際上四五年前就已經(jīng)開始了，但要找到合適的柯依伯帶天體絕非易事。科學(xué)家用地球上最大的地面望遠(yuǎn)鏡從2011年開始搜索，發(fā)現(xiàn)了幾十個(gè)柯伊伯帶天體，但沒有一個(gè)是新視野號的剩余燃料可以到達(dá)的。2014年夏天，科學(xué)家不得不借助功能更強(qiáng)大的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡來搜尋目標(biāo)，共發(fā)現(xiàn)5個(gè)目標(biāo)，但根據(jù)新視野號的飛行軌跡，只有兩個(gè)目標(biāo)符合要求，2014 MU69就是其中之一，也是新視野號團(tuán)隊(duì)向美國宇航局建議的唯一目標(biāo)。
據(jù)估算，PT1的直徑約為45公里。雖然PT1的體積僅為冥王星的0.5-1％，質(zhì)量僅為冥王星的萬分之一，但已經(jīng)比羅塞塔任務(wù)探測的典型彗星（楚-格彗星）的直徑大10倍，質(zhì)量大上千倍。因此科學(xué)家相信，PT1可能是太陽系中用于構(gòu)筑像冥王星這樣的大型天體的磚塊原料。
“就像新視野號冥王星時(shí)帶給我們非常震撼的科學(xué)發(fā)現(xiàn)一樣，近距離飛越柯依伯帶天體，可以讓我們了解很多地球上永遠(yuǎn)無法獲知的信息，”新視野號科學(xué)家團(tuán)隊(duì)成員、西南研究院研究員約翰·斯賓塞認(rèn)為，“新視野號飛越柯依伯帶天體將獲得清晰的圖像和其他數(shù)據(jù)，將從根本上改變我們對柯依伯帶和柯依伯帶天體的認(rèn)識?！?div style="height:15px;">
