裝有“新地平線”號探測器的“宇宙神-5”重型火箭整裝待發(圖片來源:新京報)
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“新地平線”七大武器(圖片來源:新京報)
為人類速度最快探測器,有望2015年實現人類航天器首探冥王星
美國冥王星探測器“新地平線”號有望于今日發射升空,若一切順利,它將是第一個造訪冥王星———這個太陽系中離太陽最遠和最小的行星的人類探測器。目前,冥王星正處在加速遠離地球的軌道上。雖然“新地平線”號是人類有史以來發射的最快的探測器,但由于其追趕冥王星之行將長達至少48億公里,因而預計最早也要在2015年年中才能趕上冥王星。
美國宇航局的消息說,“新地平線”號探測器最早將于美國東部時間17日下午1時24分(北京時間18日凌晨2時24分)升空。發射將在佛羅里達州卡納維拉爾角肯尼迪航天中心進行。“新地平線”號探測項目耗資約7億美元。科學家認為,研究冥王星有助于加深對太陽系形成的理解。
除探索冥王星外,“新地平線”號的使命還包括研究冥王星的主要衛星冥衛一以及兩個最新發現的冥王星衛星。“新地平線”號探測器之后將進入冥王星外的柯伊伯帶。柯伊伯帶位于太陽系外緣,被認為由太陽系形成早期的剩余物質組成。
由于“新地平線”號的飛行速度很快,而其所攜燃料又不足以供減速和進入環冥王星軌道之用,因此“新地平線”號將在與冥王星及其衛星“親密接觸”后,繼續前行并一去不返。
對于美國國家航空與宇宙航行局探索冥王星的計劃,1930年發現冥王星的天文學家克萊德·湯姆博的遺孀、現年93歲的帕特里西亞·湯姆博顯得相當高興:“他們終于前往探索冥王星了,這簡直讓我難以置信。”
探索旅程
9小時內飛過月球
因為此次航程任重道遠,“新地平線”號將借助最強有力的
火箭———“宇宙神-5”重型火箭脫離地球引力,其每小時5.76萬公里的速度使其成為最快的人類飛行器。借助火箭的推力,它可以在9小時內飛過月球,在13個月后到達木星。在這里,“新地平線”號會利用木星的引力,像一個彈弓一樣將自己“彈”向太陽系外圍。在木星和冥王星之間的這段漫長航程中,“新地平線”號的大部分系統為節約能源將進入休眠狀態。這時它會每周向地球發送一次信號,匯報狀況。科學家每年將喚醒它一次,對其進行檢查。
作為首個探索太陽系邊緣的飛船,“新地平線”號的動力系統和從前的宇宙探測器要求更高。傳統上,在脫離火箭的探測器多依靠太陽能為動力,但由于“新地平線”號的目的地離太陽太遠,柯伊伯帶的陽光強度是地球的千分之一,因此飛船將攜帶10.9千克钚丸,利用其放射性衰變釋放出的能量發電。不過,這一核能提供的能源只相當于兩個100瓦電燈。(謝來)
遲出發一天 晚到達5年
“新地平線”號任務的成敗關鍵之一在于精確估算飛行時間。美國宇航局稱,由于冥王星的軌道呈橢圓,目前正處于加速遠離地球的階段,而且,這種軌道導致它在近日點和遠日點溫差巨大,當冥王星靠近太陽時,上升的溫度導致其表面大氣“化凍”,這就使得它難以觀測。因此拜訪冥王星必須要在其遠離太陽的時候。
此外,長距離的太空旅行本身也需要把握時機。美國克羅拉多大學弗朗·巴杰納博士說,什么時候抵達冥王星取決于哪一天發射。如果在預定日期發射,飛船將于2015年抵達目的地,但如果推遲一天或幾天,就不是晚到達一兩天的問題,而會遲到5年。這其中的原因是飛船能否在經過木星軌道時能得到其引力相助,這股“推力”能夠縮短“新地平線”號航程3年。同時,科學家還希望在經過木星時有機會對其大氣進行觀測。(謝來)
設備解密
七種儀器總能耗低于一個燈泡
為揭開太陽系最外層行星冥王星的神秘面紗,“新地平線”號攜帶了七大科學武器。其中三種儀器被科學家用電視劇中的角色命名———“愛麗絲、拉爾夫和雷克斯”,它們拍攝的彩色圖片能告訴我們冥王星的化學構成和大氣;光學望遠鏡LORRI能拍攝行星表面最高清晰度的圖片;
等離子探測儀PEPSSI和SWAP能分析冥王星的大氣離子和太陽風。有了這些觀測儀,“新地平線”號能夠給科學家提供有史以來最清晰的觀測圖片,其清晰度甚至能超過哈勃太空望遠鏡。此外,“新地平線”號還帶有一臺名叫SDC的塵埃計數器,它能在整個飛行過程中監測星際塵埃對“新地平線”號的影響。所有這七項儀器的總能耗將低于一個夜間照明的燈泡。(謝來)
研究目標
近觀“冥王”有助研究太陽系演進
冥王星(Pluto)的名字和它寒冷死寂的表面非常相稱,雖然一直有人質疑其第九大行星的身份,但人類對這顆“死星”和其所在的太陽系外圍區域知之甚少。冥王星也是惟一沒有探測飛船拜訪過的太陽系行星。
而此次“新地平線”號將幫助人類近距離看清其真容。在2015年達到冥王星后,它還將觀測造訪冥王星的衛星查龍,以及柯伊伯帶的其他天體,柯伊伯帶位于海王星軌道之外,是一個恒星太陽誕生時的殘留物質遺留形成的環狀區域。除了是冥王星的家鄉,這里還有大量的巖石和冰態物質,形成了固體和氣體行星之外的太陽系第三大區域。因為柯伊伯帶保存有太陽系形成之初殘留的物質,因此科學家希望通過研究這里的天體能尋找太陽系的演化過程。