美國“新視野”號探測器成功飛越太陽系邊緣“天涯海角”

美國航空航天局（NASA）“新視野”號（New Horizons）探測器周二（1月1日）飛越一個(gè)昵稱為“天涯海角”（Ultima Thule）的太陽系邊緣天體。目前，探測器已與地球取得聯(lián)系，確認(rèn)其飛越成功。

“天涯海角”位于太陽系邊緣，距離地球65億公里。這是迄今為止人類對太陽系天體探測距離最遠(yuǎn)的一次。

“新視野”號探測器在飛越期間，捕獲了數(shù)GB的照片和數(shù)據(jù)，在未來數(shù)月內(nèi)，它將把數(shù)據(jù)逐步回傳。

“新視野”號探測器發(fā)射的無線電信號，被美國航空航天局在西班牙馬德里的一個(gè)巨型天線接收。

由于“天涯海角”和地球距離遙遠(yuǎn)，信號需要6小時(shí)8分鐘才能傳回地球。

2018年12月31日拍攝的“天涯海角”。

約翰霍普金斯大學(xué)（Johns Hopkins University）應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的控制人員用熱烈的掌聲和歡呼慶祝飛越成功。

“我們有一個(gè)健康的飛船，”任務(wù)執(zhí)行總監(jiān)艾利斯·鮑曼（Alice Bowman）說?！拔覀儎倓偼瓿闪俗钸h(yuǎn)的飛越?！?/p>

“新視野”號探測器傳回的第一條無線電信息是有關(guān)飛船狀態(tài)的工程信息，包括探測器按照指令執(zhí)行了觀測，以及探測器的內(nèi)置儲存卡已滿。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間周二晚些時(shí)候，一些選定的圖像將會(huì)開始回傳。

“天涯海角”寬約30公里，“新視野”號探測器在其表面3500公里的高度擦過。當(dāng)收到報(bào)告后，控制人員得以了解“新視野”號的具體表現(xiàn)。

“新視野”號探測器以每秒14公里的速度運(yùn)行，即使是米粒大小的顆粒也會(huì)擊碎飛船內(nèi)部構(gòu)件。如果一切順利，“新視野”號將開始傳輸儲存的字節(jié)數(shù)據(jù)，首批近距離圖像將于周三發(fā)布。

“新視野”號探測器發(fā)射的無線電信號，被NASA在馬德里的一個(gè)巨型天線接收。圖片來源：NASA。

“天涯海角”位于柯伊伯帶（Kuiper belt）?？乱敛畮且淮杀鶅鑫镔|(zhì)組成的盤狀區(qū)域，它環(huán)繞太陽運(yùn)行的距離比第八大行星海王星要遠(yuǎn)20多億公里，也比“新視野”號在2015年造訪的矮行星冥王星還要遠(yuǎn)出15億公里。

據(jù)估計(jì)，像“天涯海角”這樣的柯伊伯帶成員有成千上萬個(gè)，它們長期處于嚴(yán)寒狀態(tài)，因此為46億年前太陽系如何形成提供了線索。

“新視野”號自去年8月以來，就開始練習(xí)對“天涯海角”遠(yuǎn)程拍照，但只有在近距離擦過前夕，才會(huì)正式儲存“天涯海角”的照片。

科學(xué)家約翰·斯賓塞（John Spencer）展示了周日從190萬公里外拍攝的一張照片。它是當(dāng)時(shí)對“天涯海角”最佳的的畫面。

“它是一個(gè)色斑，只有幾個(gè)像素寬，”他說?！暗憧梢詮哪莻€(gè)斑點(diǎn)看出，它是一個(gè)拉長的斑點(diǎn)，它不是圓的。所以我們已經(jīng)看到這個(gè)東西有著有趣的形狀。”

當(dāng)近距離拍攝的照片被傳回時(shí)，它們應(yīng)該達(dá)到每像素33米左右的最佳分辨率——足以追蹤“天涯海角”表面的具體特征。

為何“新視野”號要造訪“天涯海角”？

美國航空航天局一直想要探索冥王星以外可以到達(dá)的天體。

值得注意的是，“天涯海角”是四年前才被哈勃太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的。

最初被編號為(486958) 2014 MU69。在一次公眾咨詢之后，它被賦予了一個(gè)更吸引人的綽號“Ultima Thule”（天涯海角）。

這是一個(gè)拉丁短語，意思是“一個(gè)超越已知世界的地方”。

就像很多柯伊伯帶類似大小的天體一樣，它很可能是由大量的冰、塵埃和一些更大的巖石碎片組成的，這些碎片在太陽系形成初期聚集在一起。

理論表明，這樣的天體將呈現(xiàn)長條或葉狀，類似土豆或花生。斯賓塞博士的最新圖像似乎支持了這一點(diǎn)，但時(shí)間會(huì)最終證明。

遠(yuǎn)距離望遠(yuǎn)鏡觀測表明，“天涯海角”的表面非?；薨?，有一點(diǎn)紅色。這種黑暗（它只反射10%的表面光）很可能是被宇宙射線和X射線等高能輻射“燃燒”數(shù)十億年的后果。

“新視野”號將研究“天涯海角”的形狀、旋轉(zhuǎn)、質(zhì)地、成分和環(huán)境。

科學(xué)家們想知道這項(xiàng)遙遠(yuǎn)的星球是如何組成的。一種觀點(diǎn)認(rèn)為，它們是由大量卵石大小的顆粒堆積而成。

我們能從這次飛行中得到什么?

別眨眼，你會(huì)錯(cuò)過的。正如我們看到的，此次飛越不同于冥王星那次。飛掠冥王星時(shí)，圖像持續(xù)變得清晰。但“天涯海角”將一閃而過，最好的照片需要在非常狹小的窗口獲得。

探測器與“天涯海角”之間的距離將大大縮?。ù饲埃靶乱曇啊碧柧嚯x冥王星12500公里，但此次，將從表面3500公里飛過)，這意味著最終可能觀測到更精細(xì)的表面細(xì)節(jié)，但這一切都取決于精確的定位。

此外，別忘了，由于“新視野”號必須旋轉(zhuǎn)以調(diào)整其儀器對準(zhǔn)目標(biāo)，它無法在收集數(shù)據(jù)的同時(shí)將天線對準(zhǔn)地球。

因此，控制人員必須等到新年第一天的晚些時(shí)候，才能讓探測器“打電話回家”更新狀態(tài)，并開始傳輸精選圖片。

在近距離擦過4小時(shí)后，一條名為“嗨，我很健康，我拿到了寶貴的數(shù)據(jù)寶藏”的信息將在格林尼治時(shí)間05:33發(fā)送。

這次飛越到底有多大的挑戰(zhàn)?

從某些方面來看，這次飛躍比“新視野”號飛越冥王星還要困難。

首先，取景器中的物體幾乎小了一百倍。

“新視野號”必須準(zhǔn)確定位，否則它可能只會(huì)傳回空白的照片。

接下來的問題是，在距離地球66.2億公里（41.1億英里）的地方做任何事情，無線電信號需要6小時(shí)8分鐘才能傳回地球。

更重要的是，遙遠(yuǎn)的距離加上探測器的15瓦發(fā)射機(jī)，意味著數(shù)據(jù)傳輸非常緩慢——大約每秒1000位（1kb = 8000 bits）。

在周二（1月1日）晚些時(shí)候，第一批選定的圖像將被下載。直到今年2月，地球或許才能接收到第一張分辨率較高的照片。到2020年9月，飛行的所有數(shù)據(jù)才會(huì)被提取完畢。