新地平线号探测器6日将苏醒：2015夏飞抵冥王星

为了节约能源和防止设备因使用而老化，航天器长期处于休眠状态，每次飞行持续几个月，新视野号已经处于休眠状态累计超过五年。在冬眠期间，整个宇宙飞船几乎完全关闭，只留下足够的能量每隔一周向地球发送一个微弱的信号，告诉地球的控制人员他们的状况良好。

但是现在，是采取行动的时候了。

长时间休眠，苏醒过来

根据内置程序，新视野号探测器的主宇宙飞船系统将于12月6日东部时间15:00(北京时间12月7日4:00)自动开始唤醒，然后它将向地球发送一个信号，确认它已在另外1.5小时内成功唤醒。然而，由于其位置太远，其信号需要4个多小时才能返回地球，也就是说，地面从新视野接收到唤醒确认信号的时间应该是东部时间12月6日21:30左右(北京时间12月7日上午10:00左右)。之后，地面控制人员将花6周时间检查整个航天器上所有设备的状态，并为即将到来的冥王星系统飞越任务做准备。对冥王星的科学观测计划于2015年1月15日开始。

新视野

新视野号探测器于2006年发射，当时冥王星仍被认为是一颗大行星，因此是唯一一颗没有被人类探测器探测到的大行星。但那年晚些时候，根据国际天文联合会(IAU)发布的最新行星定义，冥王星失去了它作为主要行星的地位，而被归类为矮行星。

冥王星及其三颗卫星(艺术想象图)

当“新视野”号探测器发射时，我们只知道冥王星有三颗卫星——夏龙、尼克斯和九头蛇，它们分别于1978年和2005年被发现。但是在2011年和2012年，科学家们又发现了两个新的幽灵守卫:Kerberos和冥河。这样，“新视野”号探测器将会有更多的目标需要观察。事实上，新视野探测器的任务目标之一是探索冥王星是否有其他未被发现的卫星，以及冥王星是否有光环系统。天文学家在使用哈勃太空望远镜之前没有新发现，但这并不排除冥王星也有其他隐藏的卫星或光环系统的可能性。如果它们太暗太弱，很难从远处找到。

前面的道路是危险的，风险是不可预测的。

如果新的卫星甚至光环系统被发现，那肯定会令人兴奋。然而，亚利桑那州西南研究所的行星科学家西蒙·波特和新视野号探测器项目组指出，这也可能是个坏消息。因为如果有更小的、未被发现的卫星，那么它们很可能已经被更小的太空岩石撞击了很长一段时间。这样的撞击过程会产生大量的碎片和尘埃粒子，这些碎片和尘埃粒子可能会逃离这些小卫星的弱引力场，分散到冥王星系统附近的空间。这将对新视野号探测器构成严重的安全威胁，该探测器是第一次到达这里。

从宇宙飞船的角度来看，那些只有几毫米大小的太空粒子就像子弹一样，以每小时30，000多英里(约48，000公里)的速度飞行。一旦发生撞击，将对探测器造成严重损坏。

新视野号探测器团队特别担心，因为当新视野号飞船飞越冥王星系统时，它会暂时将所有采集到的数据存储在探测器的内存中，然后逐渐将其传输回地球。事实上，由于数据量过大，预计新视野号飞船在2015年夏季飞越冥王星时获得的所有数据将在2016年下半年之前不会返回地球。如果在此期间发生事故，暂时存储在航天器上的所有信息可能会永远丢失。

然而，幸运的是，波特和他的同事正在密切监视整个冥王星系统。除了分析和检查哈勃太空望远镜的图像，他们还将使用计算机进行模拟操作，以确定不同轨道上可能存在的不同大小卫星的碎片对新视野探测器的组成可能产生的影响。迄今为止，这些分析的结果没有显示出任何威胁。但是项目团队真正担心的正是那些意想不到的情况。波特说:“我们的担忧主要来自我们尚不了解的卫星产生的微小粒子。”直到明年4月，新视野探测器将离冥王星太远，无法对附近的尘埃粒子环境进行详细的检查和评估。然而，波特认为，即使有未知的卫星，新视野号在理论上也不会受到太大的威胁，因为根据物理理论，航天器的轨道设计选择了一个不应有更多尘埃粒子的区域。

在最坏的情况下，新视野号探测器发现自己处于危险之中，地面控制小组也可以指示它调整姿态，这样，这架钢琴大小的微型探测器就可以用它7英尺(约2米)宽的天线板作为“防护罩”地面控制小组还可以暂时调整航天器的轨道，使其飞得离冥王星更远，从而避开尘埃粒子分布区。然而，这样做会降低“新视野”号飞船拍摄的图像的分辨率，如果飞船*使用天线作为保护罩，它将无法将其一些科学设备对准冥王星，这意味着飞船将无法收集预期的宝贵数据。但至少这能保证飞船的安全。

揭示一个新世界

然而，尽管有这样或那样的风险，这次任务注定会有大量的新发现，从而延续美国宇航局引以为豪的行星探测器计划——水手号探测器系列在20世纪60年代和70年代首次造访水星、金星和火星，航海家1号和2号探测器在20世纪80年代造访了整个外太阳系。这些探测器是探索的先驱，因为它们拍摄的每一张照片和进行的每一次测量都揭示了一个新世界。

亚利桑那州洛厄尔天文台的行星科学家、新视野探测器项目组的成员威尔·格伦迪说:“过去，每当我们看到一个新世界，我们都会感到惊讶。”

哈勃太空望远镜在2006年拍摄的图像显示了冥王星和它的三颗卫星，卡戎、尼克斯和海德拉

到目前为止，我们所获得的冥王星的最佳照片仍然是由哈勃太空望远镜拍摄的，但即使如此，照片中的冥王星只是一个模糊的圆圈，略微显示了地球表面不同颜色的区域。从明年春天开始，“新视野”号探测器将第一次近距离观察冰雪世界——也许它也有稀薄的大气层，甚至有极冠，甚至可能有山脉、冰与火山脉和喷泉结构，不断向外喷射氮气或一些氨水混合物，冥王星表面的情况应该是相似的。

望远镜观察显示，冥王星的表面显示出某些化学成分的信号，如甲烷、氮气和一氧化碳。这里太冷了——平均温度约为-380华氏度(约-228摄氏度)——在这样的温度下，几乎所有的化学物质都会凝结。但是这些都是挥发性物质，它们对所有的化学和地质过程都非常敏感，这意味着冥王星的表面可能非常活跃。

是的，冥王星现在“只是”一颗矮行星，但对项目组的科学家来说没有什么区别。在他们看来，冥王星仍然是一颗行星，部分是因为他们一直习惯这样称呼冥王星，部分是因为这样说很方便——在11月13日举行的新闻发布会上，新视野项目科学家哈尔·韦弗指出，“矮行星”这个术语本身就有“行星”这个词。

冥王星是柯伊伯带中最大的天体之一。这是一个寒冷的地区，大量冻结的小天体散布在海王星轨道外的太阳系外缘。1992年，第一个柯伊伯带天体被发现。现在这个数字超过了1000，科学家估计这种物体的数量应该有几十万。

这些天体自行星形成以来就已经存在，所以它们是最初的遗迹，可以帮助天文学家了解我们太阳系的历史和起源。冥王星可能隐藏着这些古老冰雪世界的秘密。例如，观察冥王星表面是否有环形山，或者有多少环形山，将有助于科学家确定柯伊伯带物体之间碰撞的频率。

超越哈勃望远镜

今天，新视野号宇宙飞船距离冥王星仍超过1.75亿英里(约2.8亿公里)，但是到明年4月中旬，探测器将到达足够近的距离，使其图像的分辨率超过目前哈勃太空望远镜的分辨率水平。

韦弗在11月的新闻发布会上说:“从那以后，新视野拍摄的照片质量会越来越好。”到明年6月和7月，“新视野”将到达一个足够近的位置，开始对冥王星的地质进行调查。韦弗说:“我们将获得大量高价值的科学数据，即使我们当时实际上还没有到达冥王星。”

离冥王星最近的时间是2015年7月14日，那时探测器和冥王星之间的距离只有6200英里(9977公里)，速度将达到每小时31300英里(50000公里)。到那时，它的相机拍摄的图像分辨率将足以识别冥王星表面直径230英尺(70米)的物体。新视野号探测器的首席科学家、西南研究所的行星科学家艾伦·斯特恩说，如果我们在这么远的距离飞越地球，我们就能从探测器拍摄的图像中分辨出纽约*公园。

未来的扩展任务

对冥王星的飞越观测将持续约6个月，在此期间，“新视野”将花时间对冥王星及其卫星表面进行地质测绘、温度和成分测量，并分析冥王星的大气成分。之后，新视野探测器将逐渐远离冥王星的系统。那时，它还会转动它的透镜，观察冥王星在太阳前面经过时的大气结构，看看是否有烟雾。这种现象以前在海王星的卫星火卫一上观察过。后者在大小、大气和表面组成上与冥王星相似。新视野号探测器甚至可能发现冥王星有一条彗星状的粒子“尾巴”

即使在“新视野”号离开冥王星后，它的使命还远未结束。10月，天文学家用哈勃太空望远镜证实了三个较小的柯伊伯带天体。他们的位置给了新视野探测器一个在2019年前后下降的机会。当然，新视野号探测器是否能真正到达那里并进行调查将取决于它完成冥王星任务后会发生什么以及美国宇航局的预算。