美妙的世界:初遇冥王星

美妙的世界:初遇冥王星

一本新书将这个太空神话展示给了公众:空间探测器如何将一个遥远而模糊的圆点,一个连行星地位都受到质疑的天体,转变成一个完整的星球。

在过去的17年中,我有幸领导了美国宇航局(NASA)的新视野太空任务(New Horizons space mission)——探索冥王星,这个人类有史以来最远的探测目标。 在那段时间里,我听到最多的问题是:我们会在那里发现什么?但是就我所了解的情况来说,人们关于首次探测的预言都不怎么靠谱。

能够领导冥王星的探索任务对我个人来说意义非凡。 为什么? 部分原因是,作为一名行星科学家,我知道即使使用我们最好的望远镜来观测,遥远的行星仍只是一个模糊的斑点,因此如果不进行近距离观测,我们将永远无法揭开冥王星的神秘面纱。

这项任务对我来说意义非凡,还有其他原因:当我在1989年获得博士学位时,美国宇航局发射的旅行者号(Voyager)探测器已完成了对海王星的探索。而除冥王星之外的其他系内大行星都已经被之前发射的探测器探测过。所以冥王星就成为了当时太阳系行星中唯一未知的处女地。

探索冥王星这个任务对我来讲意义非凡的最后一个原因是,我渴望参与一项比个体生命更深刻久远的事业,留下一项将世代流传下去的遗产——首次探索新星球当然就属于这样的事业。

但对我来说最重要的是,我完成了这项很多人都觉得无法完成的任务。许多人表示,在旅行者号系列计划后,美国宇航局绝不会再通过另一项遥远的太空任务。 但我们在美国国家科学院的排名中有很大优势,他们将探索冥王星作为21世纪初具有最高优先级的任务,NASA批准了这个项目,他们的这套理论崩溃了。 但之后又有人说,我们永远无法指望依靠美国宇航局提供的预算完成项目:旅行者号的预算是我们的五倍,我们的这点预算太少了。

但是我们也克服了这个困难,这要归功于我们的工程师在航天器性能和设计方面的一些明智的妥协以及在漫长的旅程中只发送一个航天器的决定(而不是像旅行者计划那样有两个)然后又有人说,探测器飞行的距离太长(超过三十万英里),时间也太长(九年半),所以风险太高,很有可能失败。

但它并没有失败!事实上,尽管新视野号在抵达冥王星之后的几天,出现了很大的故障,但它真的成功穿越了整个太阳系,并探测了冥王星——它是如此出色,完成了所有预期任务,甚至完成了额外任务!

总而言之,我们花了26年来完成对冥王星的探索——从最初的构想到最终飞越冥王星再到勘测数据返回。在这20多年里,有不少于五个研究团队想要得到这个项目,且由此展开了激烈竞争,但我们的团队最终赢得这场竞争,随后经过大约2500名美国人数百小时的努力,新视野号的一系列设计、建造、测试和发射等过程才得以顺利展开。而最终成功勘测冥王星及其卫星系统,则引发了空前的社会关注,远超NASA之前所有的探测器。

当然,在这条漫长的道路上,有许多为了保证任务经费展开的争执,有一些想要看到我们失败的对手,以及探测器研发过程中的一些技术问题;还有行星科学在2006年的悲惨经历,当时有几百名天文学家(主要研究方向不是行星科学)宣布冥王星及当时在冥王星以外发现的其他小行星不再是大行星——主要是为了让学童不必记住它们的名字。(我想问问那天在场的天文学家——他们同时也不是化学方面的专家,是否认为由于同样的原因,而觉得元素周期表中的元素太多了。)

但除了争执与失望之外,在探索冥王星项目的26年中,也有无与伦比的成功高潮。 其中一个就是2006年1月19日,新视野号的发射日。另一个则是飞越冥王星的日子,即2015年7月14日。当时新视野号打开冥王星的大门,向我们揭示了冥王星在望远镜中的模糊光斑外的另一面,它那令人惊叹的摸样,才终于展现在我们眼前。

几乎没有人知道这个项目需要付出多少努力,或者涉及多少职业风险,整个团队是如何投入地执行这些项目的,以及由于颠覆了一些行星科学的范式而获得的多少回报。 但是,除此之外的另一个卓越贡献是,它让公众看到了人类的能力,它激励了无数学子从事科学和工程事业,又再次证明人们仍然热爱伟大的探索旅程。

我和大卫·格林斯彭(David Grinspoon)在过去的两年半中写了一本讲述我们是如何一步步实现探索冥王星这一几乎不可能完成的任务,书名是《 追逐新视野(Chasing New Horizons )》(Picador出版社,2018),书中包括项目进行中的所有美好的,糟糕的,有时甚至是丑陋的方面。

当我们写新视野号团队的成就,我们如何与各种突发状况斗争,与众多强大对手竞争,有时甚至是与命运抗争时,我深信很久以前我对在冥王星上会发现什么的预测是正确的:因为我们确实在冥王星和人类中发现了一些奇妙的东西。

艾伦·斯特恩(Alan Stern)是一位行星科学家,航空航天工程师,演讲家和作家。 此前,他领导美国宇航局(NASA)的所有地球和空间科学任务和研究计划。 可以在Twitter上关注他@AlanStern;他的网站是alanstern.space。

(翻译:贾宁;审校:刘博尧)

原文链接:

https://blogs.scientificamerican.com/observations/something-wonderful-new-horizonss-encounter-with-pluto/

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