柯依伯帶內(nèi)，我們的認識又愈加深刻
美國宇航局的新視野號冥王星宇宙飛船仍在探索，距離太陽50個天文單位
新視野號能夠繼續(xù)探索冥王星的奇異環(huán)境直到21世紀30年代末。
冥王星著名的“心臟”，這是2015年NASA新視野號宇宙飛船飛掠這顆矮行星時看到的。
（圖片來源:NASA/約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實驗室/西南研究所）
“新視野號”即將到達一些非常稀薄的空間，但不要指望NASA的探測器會滿足于它現(xiàn)有的可觀成就。
新視野號將行至距離太陽50個天文單位的地方，在飛行歷史上只有四個探測器到達過這樣的距離。（一個天文單位指地球-太陽的平均距離----大約9300萬英里，或1。5億公里。）
這一里程碑是慶祝和贊賞新視野號完成史詩般任務(wù)的契機。2015年7月，“新視野號”讓人類第一次近距離觀察冥王星，三年半后，它又飛臨了一個更遙遠的星體Arrokoth（寓意天空）。
目的地冥王星：NASA新視野號任務(wù)圖片。
“當我從每天的計劃、管理、數(shù)據(jù)分析和預(yù)算等所有事情的喧囂中停下來，想想我們作為一個團隊所取得的成就時，真的很鼓舞人心?！?新視野號首席研究員艾倫·斯特恩表示: “有時候我真想掐自己一下?！?/p>
但我們有充足的理由回顧過去以及展望未來，因為新視野號所能做的遠不止此。即使它在太空中穿梭了十五年，這個探測器仍保持著良好的狀態(tài)，斯特恩說，它可以在未來多年繼續(xù)研究它的奇異環(huán)境。
“我們有維持到21世紀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，“所以，從工程的角度來看，我們已經(jīng)完成了一半的任務(wù)?！?/p>
新視野號的動力由放射性同位素?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)其他深空探測器提供了動力，包括在新視野號之前跨越50天文單位閾值的四個探測器——開拓者10號、開拓者11號、旅行者1號和旅行者2號。
開拓者10號和11號在多年前就停止了工作，但兩艘旅行者號在發(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號目前距離地球約152個天文單位，旅行者2號距離我們近127個天文單位。
美國宇航局的新視野號探測器在飛越柯伊伯帶時看到的小天體Arrokoth。（圖片來源:美國宇航局/約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實驗室/西南研究所/羅曼·特卡琴科）
一段非常漫長的旅程
新視野號的旅程已經(jīng)進行了30年，充滿了波折。斯特恩和他的同事在20世紀80年代末開始開發(fā)冥王星項目，但這項耗資7。2億美元的任務(wù)直到21世紀初才獲得官方批準。（想了解更多關(guān)于該任務(wù)曲折歷史的信息，請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》。）
“新視野號”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)這顆遙遠的矮行星以來，它一直很神秘，即使在美國宇航局的哈勃太空望遠鏡所能捕捉到的最好的照片中，它也只是一個模糊的斑點。
2015年7月14日，“新視野號”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。探測器在這次近距離接觸中所做的觀察將冥王星從一個模糊的斑點變成了一個真實的地方——而且是一個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”和一個巨大的氮冰平原，構(gòu)成了現(xiàn)在著名的“心臟”的一個葉。
在飛掠過后，“新視野號”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。該探測器研究了它的環(huán)境，從遠處觀察了一些柯伊伯帶天體（KBO），并進行了第二次近距離飛越，這次是一個小型柯依伯帶天體。
在新年那天的相遇中，新視野號在距離Arrokoth僅2200英里（3540公里）的地方進行了快速飛近，當時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，是探測器正在進行的擴展任務(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看起來像一個扁平的、帶紅色的太空雪人，有兩個不同的裂片。
“新視野號”的觀測顯示，Arrokoth是一個原始的天體，是太陽系早期遺留下來的行星構(gòu)件。任務(wù)小組成員說，它的兩個葉瓣曾經(jīng)可能是不同的物體，后來以溫和的方式合并在一起。
斯特恩說:“我們的兩個主要目標的結(jié)果都是科學(xué)奇觀——這兩個目標都超出了我們最狂野的預(yù)期。”
尋找三號飛掠目標
新視野號團隊已經(jīng)開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鏡這樣強力的器材所拍到的照片。斯特恩強調(diào)，考慮到柯依伯帶天體的稀少，第三次飛掠機會將很渺茫，但他和他的同事正在盡可能地提高幾率。
例如，任務(wù)團隊成員卡維拉斯和韋斯·帕特里克最近開始應(yīng)用機器學(xué)習(xí)技術(shù)來尋找柯依伯帶天體，無論是從遠處還是近距離。
當兩人“通過他們的新軟件工具重新運行搜索數(shù)據(jù)時，它不僅工作速度快了100倍，而且還發(fā)現(xiàn)了幾十個人類搜索者在搜索圖像中沒有發(fā)現(xiàn)的新柯依伯帶天體！”斯特恩在上個月的任務(wù)更新中寫道?！敖衲晖硇r候，我們將再次利用這個重要的新工具，明年和之后也是如此?！?/p>
即使沒有合適的飛越目標出現(xiàn)，新視野號在未來的幾個月和幾年里也有很多事情要做。斯特恩說，到目前為止，該探測器已經(jīng)從遠處觀察了近30個柯依伯帶天體，如果一切按計劃進行，下個月還將研究另外3個柯依伯帶天體。
活動將是“墻里另一塊磚就是建立一個統(tǒng)計相關(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，要么通過近距離觀測，要么通過我們觀察它們的不同角度。” 斯特恩說，“我們正在建立這個數(shù)據(jù)庫。這是一個遺產(chǎn)?！?/p>
新視野號還會做其他工作。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)對其柯伊伯帶環(huán)境進行勘測，迄今為止，很少有探測器探索過這個領(lǐng)域。而且，如果新視野號保持健康狀態(tài)，NASA繼續(xù)批準延長任務(wù)，它將向科學(xué)家們介紹柯伊伯帶以外的領(lǐng)域。據(jù)認為，柯伊伯帶的外緣距離太陽約70個天文單位。
斯特恩說，新視野號將在21世紀20年代末到達這一邊界。到21世紀30年代末，該航天器的能量耗盡時，它可能能夠到達100天文單位左右，進一步鞏固它在探索歷史上的地位。
“我們說過，我們將建造一艘可以飛越太陽系、探索新世界的航天器?！?斯特恩說，“我們做到了，我們?nèi)匀辉谶@樣做。但當我說出這些話時，它們聽起來像科幻情節(jié)，但它們不是。”
BY:Mike Wall
FY:鯊魚辣椒
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參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學(xué)名詞
3.原文來自：https://www.space.com/new-horizons-50-astronomical-units-milestone
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