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新視野号飛船一直在創造曆史,以後也将繼續,期待它的表演

作者:天文線上

美國宇航局的新視野号冥王星宇宙飛船仍在探索,距離太陽50個天文機關

新視野号能夠繼續探索冥王星的奇異環境直到21世紀30年代末。

新視野号飛船一直在創造曆史,以後也将繼續,期待它的表演

冥王星著名的“心髒”,這是2015年NASA新視野号宇宙飛船飛掠這顆矮行星時看到的。

(圖檔來源:NASA/約翰霍普金斯大學應用實體實驗室/西南研究所)

“新視野号”即将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有的可觀成就。

新視野号将行至距離太陽50個天文機關的地方,在飛行曆史上隻有四個探測器到達過這樣的距離。(一個天文機關指地球-太陽的平均距離----大約9300萬英裡,或1.5億公裡。)

新視野号飛船一直在創造曆史,以後也将繼續,期待它的表演

這一裡程碑是慶祝和贊賞新視野号完成史詩般任務的契機。2015年7月,“新視野号”讓人類第一次近距離觀察冥王星,三年半後,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新視野号任務圖檔。

“當我從每天的計劃、管理、資料分析和預算等所有事情的喧嚣中停下來,想想我們作為一個團隊所取得的成就時,真的很鼓舞人心。” 新視野号首席研究員艾倫·斯特恩表示: “有時候我真想掐自己一下。”

新視野号飛船一直在創造曆史,以後也将繼續,期待它的表演

但我們有充足的理由回顧過去以及展望未來,因為新視野号所能做的遠不止此。即使它在太空中穿梭了十五年,這個探測器仍保持着良好的狀态,斯特恩說,它可以在未來多年繼續研究它的奇異環境。

“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,“是以,從工程的角度來看,我們已經完成了一半的任務。”

新視野号飛船一直在創造曆史,以後也将繼續,期待它的表演

新視野号的動力由放射性同位素熱電發生器(RTG),它能從钚-238的放射物質中獲得熱量并以此産生電力。RTG也為NASA的大多數其他深空探測器提供了動力,包括在新視野号之前跨越50天文機關門檻值的四個探測器——開拓者10号、開拓者11号、旅行者1号和旅行者2号。

開拓者10号和11号在多年前就停止了工作,但兩艘旅行者号在發射40多年後仍然活躍在太空。兩者都在探索星際空間:旅行者1号目前距離地球約152個天文機關,旅行者2号距離我們近127個天文機關。

新視野号飛船一直在創造曆史,以後也将繼續,期待它的表演

美國宇航局的新視野号探測器在飛越柯伊伯帶時看到的小天體Arrokoth。(圖檔來源:美國宇航局/約翰·霍普金斯大學應用實體實驗室/西南研究所/羅曼·特卡琴科)

一段非常漫長的旅程

新視野号的旅程已經進行了30年,充滿了波折。斯特恩和他的同僚在20世紀80年代末開始開發冥王星項目,但這項耗資7.2億美元的任務直到21世紀初才獲得官方準許。(想了解更多關于該任務曲折曆史的資訊,請閱讀斯特恩和行星科學家大衛·格林斯彭2018年的著作《追逐新視野号》。)

“新視野号”于2006年1月發射,任務是首次飛越冥王星。自從1930年克萊德·湯博發現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,它也隻是一個模糊的斑點。

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2015年7月14日,“新視野号”完成了它備受期待的飛掠,在距離冥王星寒冷表面7800英裡(12550公裡)的範圍内飛掠。探測器在這次近距離接觸中所做的觀察将冥王星從一個模糊的斑點變成了一個真實的地方——而且是一個令人驚歎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,構成了現在著名的“心髒”的一個葉。

在飛掠過後,“新視野号”繼續收集它周圍的資料,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。

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在新年那天的相遇中,新視野号在距離Arrokoth僅2200英裡(3540公裡)的地方進行了快速飛近,當時Arrokoth距離冥王星軌道約10億英裡(16億公裡)。這次近距離接觸的結果,是探測器正在進行的擴充任務的核心,可能比冥王星的資料更令人驚訝:22英裡寬(36公裡)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。

“新視野号”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件。任務小組成員說,它的兩個葉瓣曾經可能是不同的物體,後來以溫和的方式合并在一起。

斯特恩說:“我們的兩個主要目标的結果都是科學奇觀——這兩個目标都超出了我們最狂野的預期。”

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尋找三号飛掠目标

新視野号團隊已經開始沿着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,考慮到柯依伯帶天體的稀少,第三次飛掠機會将很渺茫,但他和他的同僚正在盡可能地提高幾率。

例如,任務團隊成員卡維拉斯和韋斯·帕特裡克最近開始應用機器學習技術來尋找柯依伯帶天體,無論是從遠處還是近距離。

當兩人“通過他們的新軟體工具重新運作搜尋資料時,它不僅工作速度快了100倍,而且還發現了幾十個人類搜尋者在搜尋圖像中沒有發現的新柯依伯帶天體!”斯特恩在上個月的任務更新中寫道。“今年晚些時候,我們将再次利用這個重要的新工具,明年和之後也是如此。”

即使沒有合适的飛越目标出現,新視野号在未來的幾個月和幾年裡也有很多事情要做。斯特恩說,到目前為止,該探測器已經從遠處觀察了近30個柯依伯帶天體,如果一切按計劃進行,下個月還将研究另外3個柯依伯帶天體。

活動将是“牆裡另一塊磚就是建立一個統計相關的柯依伯帶天體集合,我們研究的方式隻有在柯伊伯帶才能做到,要麼通過近距離觀測,要麼通過我們觀察它們的不同角度。” 斯特恩說,“我們正在建立這個資料庫。這是一個遺産。”

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新視野号還會做其他工作。例如,它将繼續收集天王星和海王星的資料,并繼續對其柯伊伯帶環境進行勘測,迄今為止,很少有探測器探索過這個領域。而且,如果新視野号保持健康狀态,NASA繼續準許延長任務,它将向科學家們介紹柯伊伯帶以外的領域。據認為,柯伊伯帶的外緣距離太陽約70個天文機關。

斯特恩說,新視野号将在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天文機關左右,進一步鞏固它在探索曆史上的地位。

“我們說過,我們将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,我們仍然在這樣做。但當我說出這些話時,它們聽起來像科幻情節,但它們不是。”

BY:Mike Wall

FY:鲨魚辣椒

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