新視野號7月將抵冥王星：表面明暗不一或有極冠

新浪科技訊 北京時間5月4日消息， 據英國《每日郵報》網站報導，隨美國宇航局的“新視野”號探測器逐漸接近冥王星，人們將第一次有機會從前所未有的近距離上觀察這顆遙遠的矮行星。初步的觀察顯示這顆星球上可能存在極冠。

冥王星上的極冠？

“新視野”號飛船將於今年7月中旬從冥王星附近掠過，從其近日傳回的最新圖像上可以看到冥王星的表面存在明暗不一的區域。新視野號飛船的項目科學家們將這種情況解讀為冥王星地表物質成分的差異，有些地區較為明亮，其他地區則相對較為暗淡，而靠近其極區的明亮區域可能表明冥王星擁有極冠。

美國宇航局科學任務委員會副主管約翰·古朗斯菲爾德(John Grunsfeld)表示：“隨我們逐漸接近冥王星，我們開始目睹其表面上的一些有趣現象，比如在其極區位置附近的明亮區域，我們即將開啟理解這顆謎一般星球的科學發現之旅。”他：“隨距離越來越接近，我們對於利用新視野號飛船的數據去解開冥王星諸多謎團的興奮感也愈發強烈。”

在最新發回的新視野號拍攝圖像中，還可以看到冥王星最大的衛星——冥衛一(卡戎)，這顆衛星以6.4天的周期與冥王星互相繞轉。由於拍攝這些照片時設定的曝光時間(~0.1秒)太過短暫，無法拍攝到冥王星的其他4顆更小的衛星。

自從1930年被發現以來，冥王星一直是一個謎團。它在距離地球超過50億公里的遙遠空間圍繞太陽公轉，長期以來科學家們用盡各種方法，只為了能夠盡可能多的分辨冥王星的粗略地表特徵。然而由於冥王星太過遙遠，這種努力都收效甚微。

而此次新視野號飛船最新發回的圖像則讓項目組科學家們得以非常清楚的看到冥王星地表存在的明暗區域差異，隨冥王星的自轉，還可以觀察到其全球的地表情況。設在科羅拉多州波爾多的美國宇航局西南研究所研究員，新視野號探測項目首席科學家阿蘭·斯特恩(Alan Stern)博士表示：“在太空中飛行超過9年之后，冥王星——這個從地球上看去僅僅是一個暗弱的光點，現在就在我們的眼前逐漸變成了一個真實的世界，這感覺真是美妙！”他：“這些令人難以置信的照片上已經開始可以分辨出冥王星地表的一些特徵，它們已經證明冥王星擁有一個複雜的地表。”

而隨新視野號飛船快速接近冥王星，此后其傳回的冥王星圖像質量也將會迅速提升。來自約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室(APL)的新視野號探測器項目首席科學家海爾·韋弗(Hal Weaver)表示：“我們現在只能想象，當今年7月份新視野號飛船從距離冥王星表面大約1.25萬公里處飛過時將會帶給我們怎樣的意外驚喜。”

就在上個月，新視野號飛船拍攝了冥王星與其最大的衛星——冥衛一(卡戎)的首張彩色照片。在未來的不到3個月時間內，新視野號飛船將抵達冥王星附近。

劃時代的發現之旅

拍攝第一張彩色照片時新視野號飛船距離冥王星約1.15億公里，這一距離大致相當於從太陽到金星之間的距離。從這一距離上成像上看還是相當模糊，未能展示過多的細節，但它是一個信號——巨大的變化即將發生。

隨飛船越來越接近目標，新視野號飛船傳回的圖像也將變得越來越清晰，直到今年的7月14日——人類的飛船將首次近距離飛過冥王星——這也將是整個新視野號探測任務的高潮。新視野號飛船抵達其主要考察目標之前的飛行距離超過了歷史上任何其他航天器，它的里程錶上顯示的飛行距離已經突破了48億公里。而它所考察的目標——冥王星也正是我們的認識中“經典太陽系”內的最后一個主要的星球世界。

在2006年召開的國際天文學聯合會(IAU)布拉格會議上，冥王星被從大行星列表中除名，降級為一顆“矮行星”，這是因為天文學家們在冥王星所在的柯伊伯帶附近區域又發現了好幾顆與冥王星大小相仿的天體，從而導致了大行星定義的爭論。

但無論如何，新視野號探測項目都將具有極其深遠的意義，它將幫助我們搞清楚在遠離太陽的地方，星體是如何形成的？海爾·韋弗表示：“新視野號是我們這個時代最偉大的探索項目之一。有太多東西我們還不了解，不僅僅是冥王星，還有很多其他星球也是一樣。通過這一探測項目，我們不是要修改教科書，而是完全重頭開始編寫一本全新的教科書。”

拍攝第一張模糊不清的冥王星彩色照片時，新視野號飛船距離冥王星還有大約1.15億公里，但由於飛船的速度高達每小時5萬公里，在短短3個月不到的時間裏它就將跨越這段距離並抵達目的地。從圖像上觀察，冥王星顯示一種偏紅的色調，而它的衛星卡戎(直徑達到冥王星的一半)的亮度則顯然要暗淡的多。在此之前我們對於這個遙遠世界的最佳圖像來自哈勃空間望遠鏡，但相比這張照片，質量上也沒有高出多少。

這一事實也讓新視野號飛船的旅程變得尤其令人興奮，因為它將揭示一個我們此前几乎一無所知的陌生世界的神秘面紗。

在人類向太陽系內其他星球發送第一艘探測飛船至今，很少有相類似的項目可以與新視野號探測計劃相提並論。從某種意義上來，新視野號探測器的考察任務將為一項從上世紀60年代便已經開始的偉大征程上一個圓滿的句號，那就是對“經典太陽系”中的全部9顆大行星進行考察——從1960年代的火星和金星，再到1970年代的水星，木星和土星，1980年代的天王星和海王星，再到2015年的冥王星。

美國宇航局科學任務委員會的約翰·古朗斯菲爾德表示：“科學界有很多基於地面望遠鏡和空間望遠鏡做出的對冥王星及其衛星特徵的觀測論文，但我們此前還從未能從如此近距離的位置上對冥王星開展研究。”他：“在今年7月的這次史無前例的飛越探測中，我們關於冥王星系統的知識將出現指數級的爆炸性增長，將會有大量令人興奮的發現，我對此毫不懷疑。”

我 們對冥王星的了解如此稀少，以至於天文學家們面臨的謎團甚至就包括冥王星的表面究竟是什麼樣子的？冥王星，作為柯伊伯帶已知最大的天體，被認為擁有主要由 氮氣構成的大氣層以及複雜的季節變化。在它的表面上似乎存在一些色調不同的區域，其表面也可能處於冰雪的覆蓋之下。甚至在這顆矮行星的地表下方可能還隱藏 一個地下海洋。在所有已知的衛星之中，冥衛一(卡戎)是最大的一顆，其自身可能也擁有自己的地下海洋，甚至有科學家認為有證據表明其在相對近期內還存在地表活動現象。

然 而同樣由於新視野號飛船的極高飛行速度，它近距離飛越冥王星的時間將僅僅持續約兩小時左右。但就在這珍貴的兩個小時內，預計新視野號飛船將會收集到大量有 關冥王星及其衛星系統的數據，並發回史無前例的圖像——由於沒有任何其他探測器曾經抵達過這裏，這也將成為不僅是過去，也將是未來很長很長一段時間內我們 所擁有的唯一的冥王星系統的近距離照片。

來自美國宇航局西南研究所的新視野號探測項目首席科學家阿蘭·斯特恩表示：“這是一項純粹的探索行動，我們將把一個暗弱的小小光點變成一個真實的世界——一顆行星，以及它的衛星系統將在你的眼前呈現！”他：“新視野號飛船正在飛往冥王星——柯伊伯帶中體型最大，最為明亮，結構也最為複雜的矮行星。此次21世紀的相遇將帶來一場繼1980年代旅行者號外太陽系探測項目之后，最無與倫比的發現之旅。”

至於冥王星的那些更小的小衛星，也有可能預示科學發現的機會。當新視野號飛船在2006年發射升空時，當時它預設的考察目標僅僅是冥王星和冥衛一(卡戎)而已，因為當時另外的4顆冥王星衛星根本還沒有被發現。

仔細規劃，萬無一失

新視野號飛船上安裝了7台科學載荷，其中包括相機，光譜儀以及等離子體/塵埃顆粒探測器等等，它們將對冥王星和卡戎的地質及地表成分和溫度等情況進行觀察。

此次探測器也將對冥王星的大氣層進行實地觀測，並搜尋卡戎周圍是否存在大氣的證據，另外它也將爭取對冥王星的另外那些小衛星進行觀察並確認在冥王星周圍是否存在光環系統或其他此前尚未被發現的小衛星。

目 前，盡管新視野號探測器與冥王星之間的距離已經比地球與太陽之間的距離還要近，但從新視野號飛船的位置上觀察冥王星，它仍然只是一個不大的光點而已。然而 項目團隊卻能夠借助這些照片修正我們對於冥王星位置的估算，並巧妙地引導飛船飛向目標，並確保其能夠在距離冥王星地表約1.25萬公里的預設高度上安全通過。

這樣的精密測算是極其關鍵的，因為飛船上已經編製好的計算機程序屆時將會自動引導飛船調轉朝向並將其攜帶的科學儀器對準目標進行探測工作，而這一些都必須基於任務規劃人員事先對於新視野號飛船掠過冥王星附近的時間點和兩者之間相對位置的精確測算。

馬裏蘭州約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室(APL)的新視野探測器項目運行主管愛麗斯·鮑曼(Alice Bowman)表示：“我們的團隊正非常努力地工作以確保達成這項目標，我們深知我們只有一次機會，必須一次成功。”她：“我們已經規劃好了與冥王星遭遇期間的每一個步驟，並對其中的操作進行了反復的模擬練習，現在我們感到非常興奮，因為真正的操作即將到來。”

另外，新視野號飛船的使命與並不會在7月14日飛越冥王星之后就此結束，因為它只有非常短暫的時間可以收集數據，因此根據設計，新視野號將在近距離飛過冥王星時盡可能多，盡可能快的進行數據採集，採集到的數據量將超過其能夠及時發回地球數據量的100倍以上，這些數據只有在飛過冥王星並逐漸遠離的過程中再分批逐漸傳回地球。

在數據的回傳安排中，在接近冥王星之前和離開冥王星之后，新視野號都將安排數據回傳，其中為確保安全，首先選擇並回傳高優先順序數據，而其他數據則將在未來16個月的時間內陸續安排回傳。

最后，在結束冥王星考察任務之后，美國宇航局還計劃讓新視野號飛船造訪一到兩顆柯伊伯帶天體(KBOs)。在完成對冥王星的歷史性考察之后任務，這些后續的考察安排可能將持續長達數年的時間。(晨風)