美國“新視野”號探測器首次成功造訪冥王星外小天體


美國“新視野”號探測器首次成功造訪冥王星外小天體


騰訊科技訊(喬輝) 北京時間2019年1月1日23:30分左右,美國宇航局確認,“新視野”探測器成功飛掠代號為“2014 MU69 ”的柯伊伯帶小天體,距離地球約66億公里,信號以光速傳播抵達地球也要6個小時,這是迄今人類探測器造訪的最遠天體。科學家打算對2014 MU69 的性質有了更多瞭解後,再向國際天文聯合會提交正式的名字。

小天體2014 MU69是何方神聖?


美國“新視野”號探測器首次成功造訪冥王星外小天體


新視野號飛掠柯伊伯帶小天體2014 MU69藝術想象圖,最近點只有3500公里。

小天體2014 MU69是2014年6月26日由著名的哈勃望遠鏡發現的,位於太陽系柯伊伯帶內,距離太陽約66億公里,比冥王星到地球的距離還遠15億公里。信號從“新視野”發回地球需要約6個小時。

2014年,科學家根據亮度和距離的關係分析,估計2014 MU69大小約30千米到45千米。但根據2017年的觀測分析,其大小不會超過30公里,形狀非常狹長,可能是密集或接觸雙星。2018年12月20日,“新視野”小組報告說,從2014 MU69的亮度非常穩定,像是個比較圓的天體。造成這樣的差異的原因可能是,2014 MU69的極區可能正對“新視野”或被灰塵雲包圍,也可能是許多更小的天體圍繞其旋轉。

這次飛掠的主要任務是什麼?

  1. 通過對錶面的測繪瞭解其形成和演化;
  2. 測量表面溫度;
  3. 測繪地貌和成分來了解該小天體與彗星和矮行星的區別;
  4. 看是否還存在地質活躍;
  5. 看是否存在衛星系統或環系統;
  6. 測定其質量。

“新視野”首席科學家談飛掠任務


美國“新視野”號探測器首次成功造訪冥王星外小天體


2016年,美國宇航局新視野號項目首席科學家阿蘭·斯特恩接受騰訊科技專訪

“新視野”號首席科學家阿蘭·斯特恩在2016年11月接受騰訊科技專訪時表示,直到2014年,人類都還沒有確認“新視野”號在冥王星之後下一個將要飛掠的目標。此前對2014MU69沒有太多瞭解,只知道它的軌道很遠,甚至比冥王星還要遠上15億公里。並且它的尺寸非常的小,它應該是柯伊伯帶天體殘留的物質塊。最近距離將只有3000至10000公里。這比“新視野”號距離冥王星最近距離的12500公里還要近。當近距離飛掠的時候,才有機會獲得比冥王星精度更高的數據與圖片,並創造人類探測器拜訪過最遠距離天體的新紀錄,此前紀錄由“旅行者2號”創造,並且這一紀錄已保持了近30年。

人類探索這顆小天體的起源與演化過程,以及它的表面情況、地質情況,也會探測該天體周圍是否擁有大氣以及衛星。

“新視野”探測器最終飛往哪裡?

美國宇航局“新視野”號探測器於2006年1月19日發射,在最後關閉引擎時,相對於地球的速度達到了16.26千米/秒,成為最快速度離開地球的人造物體,比1977年發射的“旅行者”深空探測器離開地球時的速度還要快。

美國“新視野”號探測器首次成功造訪冥王星外小天體


“新視野”號發射時,在關閉引擎後相對於地球的速度達到了16.26公里秒,成為最快離開地球的人造物體。

經過近10年的飛行,行程約50億千米,於2015年7月14日成功抵達了冥王星及其衛星系統,發回了令人驚豔的照片。但“新視野”號並沒有進入環繞冥王星的軌道,而是繼續高速前進深入柯伊伯帶。

“新視野”號是按照美國宇航局推行的小型化、低成本及多功能的指引原則設計的。為了能夠讓“新視野”號在不到十年時間內抵達冥王星,該探測器只有一架鋼琴大小,總質量僅470千克。

由於冥王星的引力太弱,如果探測器“剎車”減速到能被冥王星引力場捕獲的速度,那麼需要大量的燃料,這就大大增加發射重量,違背設計理念。而飛掠探測也可以提供有關冥王星及其衛星系統的大量資料,並且還可以繼續深入柯伊伯帶進行探測。最終也將像兩枚“旅行者”號一樣成為進入星際大門的探測器。

“新視野”號攜帶了哪些儀器?


美國“新視野”號探測器首次成功造訪冥王星外小天體


“新視野”號搭載了七種主要的科學儀器:能量粒子譜儀;太陽風測量儀;遠程勘測成像儀;無線電科學實驗儀;紫外成像光譜儀;可見光-紅外成像儀和宇宙塵分析儀。藉助這些設備,“新視野”號可以測量目標天體的各項數據。每一種儀器的功率大約在2瓦到10瓦,與一盞小夜燈的功率相仿。

“新視野”號還能工作多久?


美國“新視野”號探測器首次成功造訪冥王星外小天體


“新視野”號無法使用通常的太陽能電池板供電,而是採用“放射性同位素核電源”(左)。紅圈裡的設備為放射性核池(右上)。含鈈-238的圓柱體由於放射性衰變產生的熱量而發出紅光(右下)

由於“新視野”號距離太陽太過遙遠,無法使用通常的太陽能電池板供電,而是採用“放射性同位素核電源”(RTG)。這個核電源是利用11千克的鈈-238衰變產生的熱能來發電。在發射的時候,RTG的發電功率為250瓦,理論上每過四年功率下降5%,目前功率降低到了大約200瓦。相似的核電源曾用在“旅行者”深空探測器以及宇航員登陸月球的時候。採用鈈這種核燃料作為能源,“新視野”號能夠從事更多的太空科學探索使命,至少可以讓“新視野”號工作20年。


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