美國“新視野”號探測器成功飛越太陽系邊緣“天涯海角”

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)探測器週二(1月1日)飛越一個暱稱為“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繫,確認其飛越成功。

“天涯海角”位於太陽系邊緣,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的一次。

“新視野”號探測器在飛越期間,捕獲了數GB的照片和數據,在未來數月內,它將把數據逐步回傳。

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

由於“天涯海角”和地球距離遙遠,信號需要6小時8分鐘才能傳回地球。

美國“新視野”號探測器成功飛越太陽系邊緣“天涯海角”

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

“我們有一個健康的飛船,”任務執行總監艾利斯·鮑曼(Alice Bowman)說。“我們剛剛完成了最遠的飛越。”

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

當地時間週二晚些時候,一些選定的圖像將會開始回傳。

“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。當收到報告後,控制人員得以瞭解“新視野”號的具體表現。

“新視野”號探測器以每秒14公里的速度運行,即使是米粒大小的顆粒也會擊碎飛船內部構件。如果一切順利,“新視野”號將開始傳輸儲存的字節數據,首批近距離圖像將於週三發佈。

美國“新視野”號探測器成功飛越太陽系邊緣“天涯海角”

“天涯海角”位於柯伊伯帶(Kuiper belt)。柯伊伯帶是一串由冰凍物質組成的盤狀區域,它環繞太陽運行的距離比第八大行星海王星要遠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出15億公里。

據估計,像“天涯海角”這樣的柯伊伯帶成員有成千上萬個,它們長期處於嚴寒狀態,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,就開始練習對“天涯海角”遠程拍照,但只有在近距離擦過前夕,才會正式儲存“天涯海角”的照片。

科學家約翰·斯賓塞(John Spencer)展示了週日從190萬公里外拍攝的一張照片。它是當時對“天涯海角”最佳的的畫面。

“它是一個色斑,只有幾個像素寬,”他說。“但你可以從那個斑點看出,它是一個拉長的斑點,它不是圓的。所以我們已經看到這個東西有著有趣的形狀。”

當近距離拍攝的照片被傳回時,它們應該達到每像素33米左右的最佳分辨率——足以追蹤“天涯海角”表面的具體特徵。

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鏡發現的。

美國“新視野”號探測器成功飛越太陽系邊緣“天涯海角”

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

這是一個拉丁短語,意思是“一個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、塵埃和一些更大的岩石碎片組成的,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,但時間會最終證明。

遠距離望遠鏡觀測表明,“天涯海角”的表面非常晦暗,有一點紅色。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”數十億年的後果。

“新視野”號將研究“天涯海角”的形狀、旋轉、質地、成分和環境。

科學家們想知道這項遙遠的星球是如何組成的。一種觀點認為,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麼?

別眨眼,你會錯過的。正如我們看到的,此次飛越不同於冥王星那次。飛掠冥王星時,圖像持續變得清晰。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。

美國“新視野”號探測器成功飛越太陽系邊緣“天涯海角”

探測器與“天涯海角”之間的距離將大大縮小(此前,“新視野”號距離冥王星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的表面細節,但這一切都取決於精確的定位。

此外,別忘了,由於“新視野”號必須旋轉以調整其儀器對準目標,它無法在收集數據的同時將天線對準地球。

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

在近距離擦過4小時後,一條名為“嗨,我很健康,我拿到了寶貴的數據寶藏”的信息將在格林威治時間05:33發送。

這次飛越到底有多大的挑戰?

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”必須準確定位,否則它可能只會傳回空白的照片。

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8分鐘才能傳回地球。

更重要的是,遙遠的距離加上探測器的15瓦發射機,意味著數據傳輸非常緩慢——大約每秒1000位(1kb = 8000 bits)。

在週二(1月1日)晚些時候,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,飛行的所有數據才會被提取完畢。


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