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线”号上装有3架照相机,分别用于拍摄可见光、红外线和紫外线照片,还装有3台光谱仪,用来研究冥王星大气及地表物质的成分和温度。这个飞行器上还有一部尘埃计数器。当它告别冥王星及其卫星后,“新地平线”号探测器将进入位于太阳系外缘的“柯伊伯带”,很多天文学家相信,这里由大量太阳系形成早期的剩余物质组成。由于“新地平线”号的飞行速度很快,而其自身所携核燃料又不足以供减速和进入环冥王星轨道之用,因此,这个宇航器在完成对冥王星地表面貌、地质特征、内部构成与大气成分等进行的科学探测任务后,只能继续前行并最终一去不返,最终消失在茫茫宇宙深处。
当拥有3级发动机的“宇宙神-5”重型火箭以每小时5.76万公里的惊人速度把“新地平线”号送离地球后,这个探测器成为人类有史以来发射的最高速飞行器。如果一切顺利,“新地平线”号可以在9小时内飞过月球,而当年美国发射的“阿波罗”系列飞船需要用两天半时间。尽管拥有创纪录的飞行速度,但鉴于地球与冥王星之间相隔数十亿公里之遥,“新地平线”仍必须尽可能节约能量。因此,在绝大部分飞行时间里,这个宇航器将处在“休眠”状态,每星期只向地球发送一次信号汇报其状况。地面上的科学家每年将唤醒它一次,从而对其设备进行必要检测。据悉,这些设备的总耗能不过相当于夜间照明的电灯泡。
按计划,“新地平线”将对这个太阳系内最小的行星展开为期5个月的探测。在此期间,“新地平线”号与冥王星的最近距离将只有不到1万公里,而距冥王星主要卫星冥卫一的最近距离为2。7万公里。此外,“新地平线”号还将探测“哈勃”太空望远镜去年底刚发现的冥王星另外两个小卫星。“新地平线”号探测器长2。1米,重量接近1吨,由美国约翰·霍普金斯大学应用物理实验室设计制造。由于“新地平线”号将远离太阳,无法以太阳能作为动力,因此“新地平线”号将使用放射同位素热电发电机,利用自身携带的10.9公斤钚的放射性衰变所释放出的能量发电,从而满足各类探测工作的需要。
尽管在宇航器中使用核能发电机的做法遭到一些环保人士的抗议,但是专家指出,以往的几十次经验表明,在过去进行的长距离太空探索中,使用这种发电机是安全可靠的。
在太阳系九大行星中,冥王星尽管因为距离太阳最遥远而长期躲在人类外空探测的视线之外,但在科学家眼中,探测冥王星将有助于解开诸多谜团。科学家们期待“新地平线”号能在遥远的地方为人类发现“新大陆”。冥王星是由美国天文学家汤博于1930年3月13日发现的。这直径2300公里的行星与太阳的平均距离约为58亿公里,远离太阳的光辉,因而被命名为罗马神话中的“冥王”(PLUTO)。天文学家还是通过测算发现,冥王星与其他八大行星存在明显的不同特性。比如,其公转轨道为更扁长的椭圆形,有时离太阳会43亿公里,有时却远达72亿公里。冥王星的自转周期是153小时,与其他行星有明显差异。
针对上述特性,人们提出了种种猜测。有理论甚至认为,冥王星起初并不是一颗行星,而是海王星的一颗卫星,在某种宇宙灾变中,它从自己的卫星轨道上被抛了出来,最终变成了成了独立行星。由于科学家对冥王星知之甚少,目前尚无法验证上述假说。冥王星由岩石和冰块构成,这与小行星非常相似。同时,冥王星身边有颗称为查农的“使臣”卫星。尽管太阳系大多数卫星的直径都只及所围绕行星的百分之几,但查农的直径却高达1200千米,接近冥王星直径的一半。有科学家进而提出,冥王星和查农会不会是一对双子星呢?只要新地平线号成功抵达冥王星附近太空,诸多科学谜团,都可能在10年后逐步解开。
探索目标解析
“新地平线”号远行目的何在?项目科学家认为,这次探索如果获得成功,有望澄清围绕冥王星的争议,更可以将人类对太阳系最后的“地平线”——柯伊伯带的认识向前推进一大步。 在太阳系的行星家族中,冥王星算得上是一名“新”成员。它1930年才被美国天文学家汤博观测到,是太阳系传统意义上诸多大行星中最后被发现的一个。
正因为它的“新”,科学家对冥王星的研究一直停留在望远镜观测的水平上。比起太阳系其他行星,人类对冥王星的了解可以说是最少的。迄今为止,天文学家对冥王星的看法可以用“小”、“冷”和“奇”这几个字来归纳。
“小”是指冥王星的体积和质量都异常之小,不仅与其他太阳系行星不能相比,也小于地球的卫星月球。它的直径只有2300公里左右,是月球的三分之二;质量约为地球的0.24%,也小于月球。
“冷”是指冥王星温度极低。由于它位于太阳系中最边远的柯伊伯带,难以接受太阳辐射的光和热,终年处于黑暗和寒冷之中。它的表面都是甲烷冰,温度约为零下230摄氏度左右,因此天文学家又将冥王星称为“冰矮星”。
“奇”是指冥王星和太阳、和自己卫星的关系都比较奇特。冥王星围绕太阳旋转的轨道是最扁、最倾斜的,它离太阳会近到43亿公里,有时却远达72亿公里。它自己很小,却有一颗相对较大、直径超过1000公里的卫星,以至于部分天文学家认为它俩是“双行星系统”。
近年来,冥王星成为一个“是非不断”的天体,它的“大行星”地位也受到挑战。天文学家发现,冥王星所在的柯伊伯带有更大的天体。美国加州理工学院的迈克尔·布朗去年宣布,他观测到一颗明显比冥王星大的天体,并建议要么把这个新天体称为太阳系“第十大行星”,要么把冥王星的“大行星”称号撤销。
“新地平线”号项目首席科学家斯特恩认为,冥王星的地位是“无可比拟”的。他指出,只有在冥王星被发现后,天文学家才首次认识到柯伊伯带不仅孕育小行星和彗星,也存在较大的行星。从这个意义上说,冥王星堪称“先驱者”。
冥王星所在的柯伊伯带据认为与太阳系的历史密切相关。天文学家认为,柯伊伯带由太阳系诞生后的残余物质形成,极其寒冷的温度使其中的物质较好地保存在原生态,冥王星上也可能如此。天文学家因此而对“新地平线”号寄予厚望。斯特恩说,“新地平线”号的发射是一个标志,它将完善人类对冥王星的认识。
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