美国“新视野”号探测器成功飞越太阳系边缘“天涯海角”

美国航空航天局（NASA）“新视野”号（New Horizons）探测器周二（1月1日）飞越一个昵称为“天涯海角”（Ultima Thule）的太阳系边缘天体。目前，探测器已与地球取得联系，确认其飞越成功。

“天涯海角”位于太阳系边缘，距离地球65亿公里。这是迄今为止人类对太阳系天体探测距离最远的一次。

“新视野”号探测器在飞越期间，捕获了数GB的照片和数据，在未来数月内，它将把数据逐步回传。

“新视野”号探测器发射的无线电信号，被美国航空航天局在西班牙马德里的一个巨型天线接收。

由于“天涯海角”和地球距离遥远，信号需要6小时8分钟才能传回地球。

2018年12月31日拍摄的“天涯海角”。

约翰霍普金斯大学（Johns Hopkins University）应用物理实验室的控制人员用热烈的掌声和欢呼庆祝飞越成功。

“我们有一个健康的飞船，”任务执行总监艾利斯·鲍曼（Alice Bowman）说。“我们刚刚完成了最远的飞越。”

“新视野”号探测器传回的第一条无线电信息是有关飞船状态的工程信息，包括探测器按照指令执行了观测，以及探测器的内置储存卡已满。

当地时间周二晚些时候，一些选定的图像将会开始回传。

“天涯海角”宽约30公里，“新视野”号探测器在其表面3500公里的高度擦过。当收到报告后，控制人员得以了解“新视野”号的具体表现。

“新视野”号探测器以每秒14公里的速度运行，即使是米粒大小的颗粒也会击碎飞船内部构件。如果一切顺利，“新视野”号将开始传输储存的字节数据，首批近距离图像将于周三发布。

“新视野”号探测器发射的无线电信号，被NASA在马德里的一个巨型天线接收。图片来源：NASA。

“天涯海角”位于柯伊伯带（Kuiper belt）。柯伊伯带是一串由冰冻物质组成的盘状区域，它环绕太阳运行的距离比第八大行星海王星要远20多亿公里，也比“新视野”号在2015年造访的矮行星冥王星还要远出15亿公里。

据估计，像“天涯海角”这样的柯伊伯带成员有成千上万个，它们长期处于严寒状态，因此为46亿年前太阳系如何形成提供了线索。

“新视野”号自去年8月以来，就开始练习对“天涯海角”远程拍照，但只有在近距离擦过前夕，才会正式储存“天涯海角”的照片。

科学家约翰·斯宾塞（John Spencer）展示了周日从190万公里外拍摄的一张照片。它是当时对“天涯海角”最佳的的画面。

“它是一个色斑，只有几个像素宽，”他说。“但你可以从那个斑点看出，它是一个拉长的斑点，它不是圆的。所以我们已经看到这个东西有着有趣的形状。”

当近距离拍摄的照片被传回时，它们应该达到每像素33米左右的最佳分辨率——足以追踪“天涯海角”表面的具体特征。

为何“新视野”号要造访“天涯海角”？

美国航空航天局一直想要探索冥王星以外可以到达的天体。

值得注意的是，“天涯海角”是四年前才被哈勃太空望远镜发现的。

最初被编号为(486958) 2014 MU69。在一次公众咨询之后，它被赋予了一个更吸引人的绰号“Ultima Thule”（天涯海角）。

这是一个拉丁短语，意思是“一个超越已知世界的地方”。

就像很多柯伊伯带类似大小的天体一样，它很可能是由大量的冰、尘埃和一些更大的岩石碎片组成的，这些碎片在太阳系形成初期聚集在一起。

理论表明，这样的天体将呈现长条或叶状，类似土豆或花生。斯宾塞博士的最新图像似乎支持了这一点，但时间会最终证明。

远距离望远镜观测表明，“天涯海角”的表面非常晦暗，有一点红色。这种黑暗（它只反射10%的表面光）很可能是被宇宙射线和X射线等高能辐射“燃烧”数十亿年的后果。

“新视野”号将研究“天涯海角”的形状、旋转、质地、成分和环境。

科学家们想知道这项遥远的星球是如何组成的。一种观点认为，它们是由大量卵石大小的颗粒堆积而成。

我们能从这次飞行中得到什么?

别眨眼，你会错过的。正如我们看到的，此次飞越不同于冥王星那次。飞掠冥王星时，图像持续变得清晰。但“天涯海角”将一闪而过，最好的照片需要在非常狭小的窗口获得。

探测器与“天涯海角”之间的距离将大大缩小（此前，“新视野”号距离冥王星12500公里，但此次，将从表面3500公里飞过)，这意味着最终可能观测到更精细的表面细节，但这一切都取决于精确的定位。

此外，别忘了，由于“新视野”号必须旋转以调整其仪器对准目标，它无法在收集数据的同时将天线对准地球。

因此，控制人员必须等到新年第一天的晚些时候，才能让探测器“打电话回家”更新状态，并开始传输精选图片。

在近距离擦过4小时后，一条名为“嗨，我很健康，我拿到了宝贵的数据宝藏”的信息将在格林尼治时间05:33发送。

这次飞越到底有多大的挑战?

从某些方面来看，这次飞跃比“新视野”号飞越冥王星还要困难。

首先，取景器中的物体几乎小了一百倍。

“新视野号”必须准确定位，否则它可能只会传回空白的照片。

接下来的问题是，在距离地球66.2亿公里（41.1亿英里）的地方做任何事情，无线电信号需要6小时8分钟才能传回地球。

更重要的是，遥远的距离加上探测器的15瓦发射机，意味着数据传输非常缓慢——大约每秒1000位（1kb = 8000 bits）。

在周二（1月1日）晚些时候，第一批选定的图像将被下载。直到今年2月，地球或许才能接收到第一张分辨率较高的照片。到2020年9月，飞行的所有数据才会被提取完毕。