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经过长达9年的飞行，它于2015年7月14日抵达冥王星附近，并以一定的速度掠过冥王星，探索这颗星北极附近出现的神秘亮斑之谜…… |
美国宇航局“新视野”号探测器的飞行线路，2007年时借力木星加速
经过长达9年的飞行，它于2015年7月14日抵达冥王星附近，并以一定的速度掠过冥王星，探索这颗星北极附近出现的神秘亮斑之谜……
美国宇航局“新视野”号探测器近日拍摄到冥王星北极附近出现了神秘亮斑，引发了外界对冥王星上物质之谜的关注。最新的结论认为是零下220摄氏度的甲烷或冰物质，随着冥王星北极附近进入太阳光的照射区域，表面物质在太阳光的照射下显得格外耀眼。“新视野”号作为第一艘专门调查冥王星的深空探测器，发射于2006年1月19日，项目耗资近7亿美元。到目前为止已经连续飞行了9年多，里程接近50亿公里，于2015年7月14日抵达冥王星附近，并以一定的速度掠过冥王星，并不会进入冥王星轨道。
美国宇航局之所以花大力气对冥王星进行研究，有两个原因。第一，在“新视野”号之前从来没有专门探索冥王星的飞船，1970年代发射的旅行者系列探测器没有实现对冥王星的调查，它们在掠过海王星、天王星之后就朝太阳系之外飞去;第二，冥王星作为太阳系外侧轨道的天体，其保留了太阳系的原始信息，比如太阳系在45亿年前形成初期的早期物质。在“新视野”号的拓展任务中，冥外天体也被纳入飞掠范围，美国宇航局将选着一至两个冥外天体作为继续调查的目标。
结合美国宇航局最新数据绘制的冥王星想象图，黑色物质是什么，仍然是个谜
探索冥王星的身世之谜
冥王星的发现颇有戏剧性，1846年，海王星被发现后，天文学家就对它的轨道进行研究，发现海王星之外还可能存在一颗行星。1915年，一份关于海王星之外天体观测报告出炉，详细描绘了可能存在的神秘天体。1930年，克莱德-汤博确定了这个天体的轨道，公转周期达到248年。鉴于这颗神秘天体处于太阳系外围，且当时人们认为这里远离太阳，充满了黑暗，因此用希腊神话中的“地狱之神”命名，翻译过来就是冥王星，于是冥王星成了太阳系的第九大行星。
冥王星上黑色的物质主要分布在南半球
2006年，国际天文学联合会对太阳系天体进行了重新定义，将冥王星开除出行星行列。按照行星的定义，直径需要在800公里以上，能够利用自身的引力清空周围的轨道，有足够的质量克服固体应力，形成接近球形的结构。对于冥王星而言，它的质量太小，因此引力作用也较弱，与其他太阳系行星相比相去甚远。事实上，冥王星比月球还小，前者的直径为2300公里，月球的直径为3500公里。同时，冥王星的轨道也非常有特点，其轨道平面与黄道夹角较大，轨道的偏心率也非常大，呈椭圆形。如果冥王星被纳入行星的行列，那么像谷神星这样的天体也会升级为行星，整个太阳系行星家族就变得比较混乱。
探索冥王星用到的7大科学仪器
从“新视野”号探测器的结构上看，其采用了比较特别的三角形外形，把核动力推进装置放置在突出的部分，与仪器舱完全隔离，形成两个独立作业区。同时在仪器舱的侧面安装了一台“锅”，也就是REX通讯系统，能够向地球快速传输稳定的探测数据。美国宇航局也试图让“新视野”号承担深空通讯的测试平台，研究如何与太阳系外侧轨道建立稳定的通信通道，为今后深空任务打下基础。毕竟深空通讯是个极大的挑战，需要考虑太阳风的干扰因素，还有各种宇宙辐射、磁场等的干扰。
“新视野”号的7大仪器分布示意图，天线背面为核动力装置
REX通讯系统是一个非常关键的设备，能够让美国宇航局时刻与40亿公里外的探测器保持联系。但是更重要的是“新视野”号上的“拉尔夫”可见光/红外成像仪，重量为10公斤，功率6.3瓦，其作用是能够让我们看到冥王星的真实颜色。在最新的冥王星图像中，我们已经确定冥王星表面以橙色为主，还有不明的黑色团块物质，如果没有“拉尔夫”成像仪，冥王星和其他卫星的真实色彩就无法辨别。
这张图能够判断“新视野”号的大小
在成像方面，“新视野”号上的LORRI远程侦察成像仪和ALICE紫外成像系统是另外两台关键设备，LORRI前端为直径20厘米全色成像镜头，就像一台巨大的数码相机，可在遥远的距离上对冥王星进行成像，在飞掠冥王星时对其表面进行拍摄，也可以参与探测器在宇宙空间中的定位，重量为8.8公斤。ALICE工作波段为紫外频谱，主要用于对冥王星大气、表面进行观测。三大成像设备是优势互补的，是“新视野”号的眼睛，在7月14日的飞掠任务中扮演重要作用，我们所获得的主要图像信息都来自它们的优异表现。
“新视野”号处于调试中
除了三大成像仪和通信系统外，“新视野”号还有三大高性能的粒子分析仪，分别为太阳风粒子分析仪、离子质谱仪以及宇宙尘埃分析仪。这些仪器工作产生的数据需要经过专业人员分析才能得出结论，与成像装置相比，它们主要在“幕后”工作，工作显示度不及成像设备。
探索冥王星之后的任务
在冥王星任务中，“新视野”号的任务艰巨，由于目前我们对冥王星上的情况了解较少，因此“新视野”号收集的信息将非常庞大，几乎涉及冥王星系统的各个方面，比如冥王星表面物质、磁场情况、表面地形、大气成分以及周围轨道空间等等。美国宇航局的哈勃望远镜已经发现冥王星拥有5颗卫星，还有一个可能存在的碎片环，这是“新视野”号飞掠任务中所需要面临的危险因素之一。
“新视野”号穿过冥王星系统的示意图，全程大约数个小时，我们为此花了9年多的时间
“新视野”号对冥王星的探索会集中在数个小时的飞掠期内，并不进入冥王星轨道运行，美国宇航局已经安排了下一个阶段的任务，将对冥外天体进行探索。哈勃空间望远镜已经选择了5个候选天体，直径在数十公里不等，比如“2014 MT69”直径为60公里，距离太阳44个天文单位，“新视野”号需要再飞4年抵达;还有一个候选目标为“2014 MT70”，体积也不大，也属于冥外天体。目前，美国宇航局还没有决定对哪个天体进行探索，但是在2015年10月前确定，“新视野”号需要调整轨道才能前往新的目标天体。
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