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新视野号完美“邂逅”冥王星 200年才一次

发布时间:2019-03-03 02:08:02来源:未知点击:

  9年飞行,48亿公里7月14日,比三角钢琴没大多少的“新视野”号探测器顺利到达目的地——冥王星的附近,第一次真正揭开了冥王星的神秘面纱   “新视野”号飞掠冥王星,打破了单次太空任务的多个历史性纪录:它造访的,是传统教科书中太阳系中最后一颗行星,也是人类所能靠近的最远一颗行星接下来,“新视野”号将到访柯伊伯带,向人类揭开太阳系起源的秘密   设计   被木星踢了一脚直奔冥王星   “我们从1989年就开始了这个项目,2001年向美国宇航局申请这个项目,2006年‘新视野’号发射,昨天,我们终于成功了!”7月15日,在和新京报记者网络视频电话采访中,科学家弗兰·巴吉纳尔不禁激动起来   弗兰是科罗拉多大学博尔德分校大气与空间物理实验室教授,全程参与“新视野”号任务的副研究员她说:“我们有上千名科学家参与,一共付出了2百万个工作小时,值得了!”   “新视野”号是目前为止速度最快的太空飞行器吗被问及此问题时,弗兰想了想,给出了肯定的回答:“是的,从地球发射飞往外太空的飞行器中,‘新视野’号是最快的”   在太空中飞行时,采用核动力的“新视野”号每小时速度达到5.7万公里,每秒时速16公里,它用了9年多就达近48亿公里之外的冥王星“新视野”号在9个小时内就越过月球轨道,到达木星只花了13个月,相比之下,当年阿波罗号花了3天才到达月球   弗兰介绍说,“新视野”号所有的工程设计,都有最重要的一个目的:让它尽快到达冥王星比如,“新视野”号大小如一台三角钢琴那么大,重量不到500千克,但却用了带有5个固态火箭助推器的Altas V型火箭发射,以给予其最大推力   45分钟后,“新视野”号就脱离火箭,以时速5.7万公里离开地球,这个速度超过了其他太空飞行器脱离地球引力时的速度,打破了1972年先锋号离地时时速5.2万公里的速度,这个飞行速度比喷气式客机快几十倍   “新视野”号轻装上阵,它飞行9年,穿越近50亿公里,却携带了77千克的助推剂这些燃料只在必要的轨道调整和旋转操作时使用事实上,在“新视野”号长达9年的旅程中,大部分时间不用助推剂弗兰介绍,路过木星后,木星引力帮了忙,“踢了一脚”,令“新视野”号往冥王星方向继续前进 引力助推,是令太空飞行器进行星际旅行的好办法此前,“旅行者2”号就曾在上世纪七八十年代借用过木星、土星等行星的引力,“卡西尼”号也借助过金星的引力如果不是因为木星,“新视野”号至少要多花3年时间才能到达冥王星附近    飞行    错过这次良机要再等200年   “新视野”号为何非要用尽一切办法赶时间到达冥王星附近“我们必须要尽快到达,否则冥王星就会像地球半年中的极地一样全是黑的,完全没有日光”弗兰说   冥王星距离太阳平均距离有39.4天文单位(1个天文单位约等于地球跟太阳的平均距离),太阳光要5.5个小时才能到达冥王星冥王星绕太阳公转的周期要248年,这意味着一旦错过阳光普照下的冥王星,它很快就会长期被阴影包围变成一个冰冻星球,下一次再在如此好的机会下见到冥王星,将是200年之后   在阳光下对冥王星进行拍摄至关重要弗兰说,虽然有些仪器可以在黑暗的星球表面探测,如探测星球表面化学成分,但探测冥王星的主要目的之一还是借助阳光,用高清晰度照相机拍照 从1989年之后冥王星就过了太阳直射,接收的热量一年比一年少,科学家预计,它的大气也会越来越冷,所以要在它尚有着厚实大气的时候造访   “如果去晚了,会带来一系列问题”《国际太空》杂志执行副主编、航天专家庞之浩说,届时冥王星可能会有大片阴影,或者仪器被稀薄的大气冻住难以探测,其卫星也可能长时间被阴影包围,这对地图绘制会带来极大困难   “时间掌握非常重要,如果推迟发射,木星对地球和冥王星的位置发生变化,就没法借助木星引力加速了下次再借助木星引力要等到2018年,那时冥王星远离太阳,就很难探测了”庞之浩说,“现在‘新视野’号的速度是空前的,基本上达到第三宇宙速度了”   同样没有选择的是探测方式尽可能快地到达冥王星,就意味着放弃着陆或进入轨道的可能性,只能采用“飞掠”的方式,边经过边探测弗兰说,冥王星的引力很小,如果要进入轨道,就需要相当多的燃料来减速,“你或者带大量燃料选择着陆,或者用很轻的飞行器,带少量科学仪器,尽快到达,拍下照片发回来”   庞之浩也表示,“新视野”号的速度太快了,如果要“刹车”的话,就需要消耗比现在多1000倍的燃料来减速根据美国宇航局对其2006年前发射,2015年到,以及费用不能超过近5亿美元的要求,“新视野”号不得不选择高速、低成本的方案   意外   飞掠冥王星前夕打了一个“嗝”   长达十几年时间里,因为预算问题,探索冥王星的计划反复地提交、否决、提交、否决   “如果探索冥王星任务是一只猫的话,它早死了,因为猫也只有9条命”“新视野”号首席调查员艾伦·斯特恩在“新视野”号的相关纪录片中打趣地说   “新视野”号飞行了9年,但最漫长的等待确是在确认“新视野”号成功飞掠冥王星的那几个小时内“总体非常顺利,完全按照我们的计划走”弗兰说,但靠近冥王星时,差一点就出了大问题   靠近冥王星时,“新视野”号上的所有设备都处于工作状态,全力以赴地开始准备各种探测,这时,各个系统的负担也增加了地面控制人员始终在持续联系“新视野”号,但7月11日它突然没了声音,一个多小时后,地面再次联系上了飞行器,此时它已进入安全模式,停止数据采集   “一下子变得忙碌了,就像你的电脑一样,用太多的程序时就会负载过重”弗兰说,因为负担过重,飞行器上的计算机进行了“重启”第二天,“新视野”号重启所有正常的探测   NASA深空探测网络蒂德宾比拉太空跟踪站发言人格兰·纳吉尔对媒体表示,幸好这样的故障发生在11日,因为一旦发生在13日,即“新视野”号最接近冥王星,最需要采集数据时,那损失可能就更大   这一故障,被一些媒体称之为“新视野”号“打了一个嗝”,但却并未影响到任何重要的科学探测   飞掠冥王星时,为了让“新视野”号所有的精力都集中在采集数据上,科学家暂时关闭了数据传输系统,直到当天晚上才开始传输信号地面向飞行器发出信号,9个小时候才返回一次,但它带来了好消息:“新视野”号确认飞掠了冥王星控制室里爆发出热烈的掌声,有人流下了眼泪   “冥王星是柯伊伯带中最典型的天体,这些天体是太阳系形成的重要原因,”弗兰说,“最终,我们可以通过‘新视野’号挖掘冥王星的秘密,