美國國家航空航天局“新視野”號(hào)探測(cè)器在對(duì)冥王星進(jìn)行探測(cè)之后，又將目標(biāo)鎖定了柯伊伯帶的小行星MU69，這將是人類探索過的最遠(yuǎn)天體，距地球69億公里。
幾天后，當(dāng)?shù)厍蜷_始繞著太陽另一側(cè)的軌道運(yùn)行時(shí)，探測(cè)器將會(huì)飛近外太空深處一個(gè)由巖石和冰組成的小行星。這個(gè)被稱為2014 MU69的神秘天體和太陽的距離是地球的43倍多，這意味著如果一切按計(jì)劃進(jìn)行，它將很快成為人類探索過的最遠(yuǎn)天體。
▲圖示：在2005年7月進(jìn)行的航天器處理旋轉(zhuǎn)能力測(cè)試中，技術(shù)人員注視著“新視野”號(hào)像芭蕾舞女演員一樣旋轉(zhuǎn)。
MU69天體也被任務(wù)團(tuán)隊(duì)稱為“天涯海角”,是美國國家航空航天局“新視野”號(hào)探測(cè)器發(fā)射升空后在冥王星之外發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)天體，其也曾出現(xiàn)在哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的圖像中。
▲圖示：“新視野”號(hào)團(tuán)隊(duì)對(duì)冥王星圖像進(jìn)行研究。
這顆30英里寬的小行星位于柯伊伯帶?？乱敛畮ǔ１徽J(rèn)為是由孕育行星的塵埃和氣體等相對(duì)原始?xì)埩粑飿?gòu)成的。通過“新視野”對(duì)這顆小行星的近距離觀測(cè)，科學(xué)家們希望揭示出太陽系形成的深刻見解。但這次任務(wù)的首席研究員艾倫·斯特恩（Alan Stern）強(qiáng)調(diào)了MU69天體探測(cè)中存在的許多未知因素。
▲圖示：“新視野”號(hào)的LORRI望遠(yuǎn)鏡部件
斯特恩說:“沒有宇宙飛船造訪過柯伊伯帶的小型天體，所以我們不知道會(huì)發(fā)生什么?！薄懊看挝覀兲剿鞯揭活愋挛矬w時(shí)，通常會(huì)發(fā)現(xiàn)自己被大自然的豐富性所拋棄，發(fā)現(xiàn)自己處在一個(gè)完全不同于預(yù)期的科學(xué)體系中?！?/p>
▲圖示：“新視野”號(hào)所配置LORRI望遠(yuǎn)鏡的電荷耦合顯示器所捕捉圖像的分辨率高達(dá)1024像素。
為探索冥王星作準(zhǔn)備
2006年1月19日，“新視野”號(hào)探測(cè)器從地球發(fā)射升空，其以冥王星為目標(biāo)開始了破紀(jì)錄的探索之旅。“新視野”號(hào)以每秒10英里的速度在太空中飛行，是當(dāng)時(shí)速度最快的航天器。在那以后，只有2018年8月發(fā)射的帕克太陽探測(cè)器速度更快。盡管“新視野”號(hào)的速度很快，但其還是要花九年半的時(shí)間才能抵達(dá)冥王星。
▲圖示：美國國家航空航天局戈達(dá)德太空飛行中心，技術(shù)人員正精心組裝“新視野號(hào)”探測(cè)器。
“對(duì)于我兒子來說，九年半的時(shí)間也將成為他重要的人生軌跡。探測(cè)器發(fā)射時(shí)他才六歲。我意識(shí)到當(dāng)‘新視野’號(hào)到達(dá)時(shí)他就要上10年級(jí)了?！弊?005年就開始記錄“新視野”號(hào)任務(wù)的攝影師邁克爾·梭利（Michael Soluri ）表示，“對(duì)我來說，時(shí)間和距離的概念顯得非常深刻?！?/p>
在閱讀了諾曼·梅勒(Norman Mailer)關(guān)于阿波羅11號(hào)的報(bào)道后，梭利一直希望將梅勒關(guān)于太空探索中人性一面的描述引入攝影。因此多年來，他一直在約翰霍普金斯大學(xué)(Johns Hopkins University)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室，也就是“新視野”號(hào)的總部所在地拿著相機(jī)記錄這一切。梭利曾經(jīng)想成為一名行星地質(zhì)學(xué)家，他把這個(gè)項(xiàng)目比作大學(xué)里的天文學(xué)課程。
▲圖示：“新視野號(hào)”探測(cè)器所拍攝的冥王星照片。
他說:“要想記錄下‘新視野’的一點(diǎn)一滴，要想近距離面對(duì)這場(chǎng)華麗冒險(xiǎn)，你需要做不少功課。”
發(fā)射78天后，“新視野”號(hào)迅速掠過火星軌道。大約在任務(wù)開始的7個(gè)月后，國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)(International Astronomical Union)將冥王星重新歸類為“矮行星”，引發(fā)了長(zhǎng)達(dá)11年的公開辯論。2007年2月28日，探測(cè)器呼嘯著飛越木星，它看到了熾熱木衛(wèi)一巨大氣體云中的閃電和火山噴發(fā)。
最終在2015年7月14日，冥王星不再是天空中一個(gè)模糊的小點(diǎn)?！靶乱曇啊碧?hào)的圖像清晰顯示出這是我們整個(gè)太陽系中地質(zhì)最多樣化的天體之一：廣闊的冰凍氮平原被水冰構(gòu)成的山脈所遮蔽。冥王星的衛(wèi)星也令人驚嘆。在“新視野”號(hào)的幫助下，研究人員第一次看到了冥衛(wèi)一卡戎北極的血紅色斑塊。
▲圖示：冥王星最大的衛(wèi)星卡戎
“這……是一段漫長(zhǎng)的時(shí)間，”梭利說，“但我知道這是有意義的，這是對(duì)柯伊伯帶的第一次探索?！?/p>
古老遺跡
然而，冥王星只是這次探測(cè)任務(wù)的第一站。隨著“新視野”號(hào)逐漸接近它的目標(biāo)，天文學(xué)家們?cè)噲D看看他們能否在宇宙中找到另一個(gè)更遠(yuǎn)的世界。2014年，天文學(xué)家利用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡成功地發(fā)現(xiàn)了一些新的柯伊伯帶天體，其中三個(gè)位于“新地平線”(new Horizons)的觀測(cè)范圍之內(nèi)。研究團(tuán)隊(duì)決定，在飛越冥王星之后，他們會(huì)將探測(cè)器的目的地指向其中一個(gè)，也就是我們現(xiàn)在稱之為MU69的天體。
▲圖示：技術(shù)人員在用空氣軟管清潔“新視野”號(hào)窄角望遠(yuǎn)鏡LORRI的碳化硅主鏡。
MU69是與冥王星完全不同的天體。它很可能是一個(gè)由巖石和冰組成的惰性球體，與海王星軌道以外的許多天體相似。據(jù)我們所知，自太陽系誕生以來，它基本上一直保持不變，每297個(gè)地球年繞太陽運(yùn)行一周。
這個(gè)天體和其他類似物體一樣都是靜止的，它們有著與行星軌道平面一致的圓形軌道。其沿著大致平行的方向在太空中運(yùn)行，有些運(yùn)行的速度大致和人們走路的速度相當(dāng)。當(dāng)這些天體相互碰撞時(shí)受力很輕，這意味著在太陽系中所有旋轉(zhuǎn)的天體中，MU69和其同類最有可能在沒有重大擾動(dòng)的情況下走過45億年。
“這是我們所研究過太陽系中最古老的遺跡，”西南研究所天文學(xué)家馬克·布伊(Marc Buie)說。
▲圖示：用于組裝“新視野”號(hào)的工具
近距離觀測(cè)MU69將有助于回答許多問題。它的結(jié)構(gòu)首先能夠幫助科學(xué)家們弄清楚氣體和塵埃是如何形成行星的。由于MU69在柯伊伯帶的小行星中具有一定的代表性，對(duì)它的深入研究應(yīng)該能揭示出更多關(guān)于其鄰居的信息，包括為什么許多小行星都會(huì)發(fā)出一種獨(dú)特的淡紅色。
貝爾法斯特女王大學(xué)天文學(xué)家米歇爾·班尼斯特（Michele Bannister）說，“‘新視野’號(hào)在諸多小行星中選中了一個(gè)小點(diǎn)，使其成為一個(gè)獨(dú)立的世界”。“事實(shí)上，我可以親眼看到這些東西。這真是太棒了！”
原始的探索
不過，在科學(xué)家們獲得MU69的科學(xué)成果之前，他們必須成功地將航天器引導(dǎo)至到大約距地球40億英里以外的目標(biāo)。由于MU69在4年半前才被發(fā)現(xiàn)，天文學(xué)家沒有大量數(shù)據(jù)來繪制它的軌道軌跡。而且由于該天體相對(duì)于冥王星又小又暗，當(dāng)銀河系明亮的恒星在背景中閃耀時(shí)，要在夜空中追蹤它非常具有挑戰(zhàn)性。
▲圖示：“新視野”號(hào)所拍攝的第一副冥王星圖像
此外，MU69的確切形狀也難以確定，不過天文學(xué)家認(rèn)為它可能是兩個(gè)合在一起的物體，也可能是一個(gè)形狀像啞鈴的天體。最近哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的探測(cè)還無法有效區(qū)分這兩種情況。在過去幾個(gè)月里，研究人員使用“新視野”號(hào)最好窄角相機(jī)LORRI拍攝了MU69的圖像，并檢查灰塵云等潛在威脅因素。目前還沒有發(fā)現(xiàn)對(duì)航天器構(gòu)成威脅的跡象，目前“新視野”號(hào)的任務(wù)是在距離MU69不到2200英里的地方以每秒超過8英里的速度飛行，同時(shí)不斷拍照。
但如果該天體快速旋轉(zhuǎn)，“新視野”號(hào)所拍攝的圖像可能會(huì)模糊。當(dāng)然，窄角相機(jī)LORRI也有可能會(huì)完全錯(cuò)過MU69。
“我們可能并沒有把它放在圖像采集的框架內(nèi)，那是我們最接近小行星的一段旅程，”“新視野”號(hào)團(tuán)隊(duì)成員、西南研究院博士后阿曼達(dá)·贊加里(Amanda Zangari)說?！拔覀冋娴囊_(dá)到極限了?！?/p>
無論“新視野”號(hào)收集到什么信息，它都需要到2020年才能將收集到的所有數(shù)據(jù)傳回地球。下一步，任務(wù)科學(xué)家們對(duì)一個(gè)更宏偉的愿景抱有希望: “新視野”號(hào)將成為第一個(gè)自行發(fā)現(xiàn)天體并進(jìn)行探索的航天器。
“我們正在開創(chuàng)一個(gè)先例，對(duì)嗎?” “新視野”號(hào)團(tuán)隊(duì)成員、 行星科學(xué)研究所資深科學(xué)家蘇珊·貝尼奇（Susan Benecchi）表示，“我們從來沒有到過太陽系的這一區(qū)域。這是一種原始的探索?！?/p>
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