新視野號(hào)探測(cè)器成功飛掠了“天涯海角”，開(kāi)始數(shù)據(jù)傳輸

就在剛剛，北京時(shí)間13點(diǎn)33分，新視野號(hào)探測(cè)器已經(jīng)飛掠了“天涯海角”，數(shù)據(jù)傳輸將隨后開(kāi)始，明天就應(yīng)該可以看到拍攝的圖像。

位于美國(guó)馬里蘭州約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室（APL）的地面控制中心在1日上午給64億公里之外的“新視野號(hào)”探測(cè)器發(fā)送了最后一批指令，這艘飛船隨即在北京時(shí)間今天下午13：33左右對(duì)一顆名為“天涯海角”（Ultima Thule）的柯伊伯帶小天體進(jìn)行飛掠探測(cè)。

這是人類(lèi)探測(cè)器飛掠的最遙遠(yuǎn)天體。

真是新視野號(hào)飛船在抵達(dá)目標(biāo)之前傳回的最后一批圖像，可以大致看出“天涯海角”星似乎并非圓球形

這顆小天體不但很小，其距離更是從它的命名上就可見(jiàn)一斑，極為遙遠(yuǎn)，即便目前我們用最好的觀測(cè)設(shè)備也無(wú)法觀測(cè)它的很多基本參數(shù)。我們大概估測(cè)其直徑在30公里左右。

此次上傳的最后一組指令中包括一段僅2秒的時(shí)間值修正，目的是確保“新視野號(hào)”明確地知曉何時(shí)，在何地該打開(kāi)并對(duì)準(zhǔn)其相機(jī)設(shè)備進(jìn)行拍攝。

要知道，當(dāng)今天下午“新視野號(hào)”探測(cè)器飛越“天涯海角”星時(shí)，其速度將高達(dá)每秒14公里，可謂驚心動(dòng)魄。

新視野號(hào)探測(cè)器項(xiàng)目任務(wù)控制主管愛(ài)麗絲·鮑曼（Alice Bowman）表示：“目前探測(cè)器健康狀態(tài)良好，大家都非常興奮！”

2006年從地球出發(fā)，2019年元旦抵達(dá)，新視野號(hào)飛行了幾乎13年之久

按照計(jì)劃，“新視野號(hào)”飛掠“天涯海角”時(shí)，距離這顆小天體的表面大約3500公里，距離最近時(shí)應(yīng)該是在格林尼治時(shí)間今天05：33，即北京時(shí)間13：33。

按照程序設(shè)定，“新視野號(hào)”應(yīng)該會(huì)在最關(guān)鍵的幾個(gè)小時(shí)里獲取大量圖像和其他探測(cè)數(shù)據(jù)，總數(shù)據(jù)量可以達(dá)到幾個(gè)G。

柯伊伯帶是一個(gè)位于太陽(yáng)系海王星軌道外側(cè)的冰凍小天體帶，而“天涯海角”星就是其中一顆這樣的小天體，其距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)“新視野號(hào)”在2015年訪問(wèn)過(guò)的冥王星。

在飛越冥王星之后，“新視野號(hào)”探測(cè)器又繼續(xù)飛行了3年多了！

科學(xué)家們認(rèn)為，在柯伊伯帶，除了“天涯海角”星之外，還存在著至少數(shù)以十萬(wàn)計(jì)的類(lèi)似小天體，這些小天體自從誕生以來(lái)就一直安安靜靜運(yùn)行在太陽(yáng)系邊緣的幽暗之中，幾乎沒(méi)有大的變化，因此它們就像是太陽(yáng)系里冰凍的“時(shí)間膠囊”，將幫助我們一窺46億年前太陽(yáng)系初生時(shí)的模樣。

項(xiàng)目首席科學(xué)家阿蘭·斯特恩這兩天肯定很忙。這是他發(fā)的一條推特：說(shuō)最后一次導(dǎo)航會(huì)議結(jié)束，已經(jīng)鎖定目標(biāo)

用“新視野號(hào)”項(xiàng)目科學(xué)家海爾·韋弗（Hal Weaver）的話(huà)說(shuō)，這顆小小的冰凍天體將成為人類(lèi)探測(cè)器造訪過(guò)的最原始的星球，它是太陽(yáng)系的化石。

事實(shí)上，“新視野號(hào)”早已開(kāi)始工作。它的相機(jī)已經(jīng)拍攝很多“天涯海角”星的圖像。當(dāng)然，由于距離尚遠(yuǎn)，這些圖像中的“天涯海角星”大多只是呈現(xiàn)為一個(gè)小亮點(diǎn)而已，但這些信息對(duì)于項(xiàng)目組修正導(dǎo)航模型，幫助引導(dǎo)飛船準(zhǔn)確飛抵目的地卻格外有價(jià)值。

并且，在此過(guò)程中也并非完全沒(méi)有科學(xué)收獲，僅舉一例：項(xiàng)目組注意到，隨著“天涯海角星”自轉(zhuǎn)，其表面反射的光線亮度變化幅度要遠(yuǎn)小于預(yù)期。

科學(xué)家們認(rèn)為這顆小天體并非圓球形，那么按照常理，隨著其自轉(zhuǎn)，其反光面大小會(huì)變化，亮度應(yīng)出現(xiàn)較大幅度改變，但實(shí)際上，變化并不太明顯。

對(duì)此，科學(xué)家們提出了幾種解釋?zhuān)阂环N認(rèn)為這可能就是觀察視角的問(wèn)題；另一種解釋則認(rèn)為“天涯海角星”可能并非單一一個(gè)天體，而是兩個(gè)甚至更多個(gè)小天體相互繞轉(zhuǎn)的多天體系統(tǒng)組合體。答案究竟是什么？今天下午就將揭曉。

為何選擇“天涯海角星”？

美國(guó)宇航局決定探測(cè)一顆比冥王星更加遙遠(yuǎn)的天體的做法是符合邏輯的。但有一點(diǎn)是令人印象深刻的：這顆小天體首次被人類(lèi)發(fā)現(xiàn)只是在4年前而已，當(dāng)時(shí)科學(xué)家們正在使用哈勃望遠(yuǎn)鏡搜尋適合作為“新視野號(hào)”下一個(gè)探測(cè)目標(biāo)的遙遠(yuǎn)天體。

這顆小天體最初的編號(hào)是（486958） 2014 MU69，而在經(jīng)過(guò)公眾意見(jiàn)征集之后，這顆小天體得到了一個(gè)非正式名稱(chēng)“天涯海角”（Ultima Thule）。這是拉丁文，意思是“已知世界之外的地方”。

“天涯海角”到底是什么外觀？或許這些模型都有可能，但或許也都不對(duì)，但答案即將揭曉

和許多類(lèi)似大小的柯伊伯帶天體一樣，科學(xué)家們認(rèn)為這顆小天體的主要成分應(yīng)該是水冰，塵埃和少量巖石，它們?cè)谔?yáng)系形成初期就已經(jīng)在那里，延續(xù)至今。相關(guān)理論認(rèn)為，這類(lèi)天體的外觀很多會(huì)呈現(xiàn)長(zhǎng)條狀或者兩瓣?duì)?，就像一顆土豆或花生。

使用望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行的觀測(cè)顯示這顆小天體的表面非常黑，還略略帶有紅色?？茖W(xué)家們認(rèn)為，這樣的黑色（反射率低于10%）可能源于數(shù)十億年來(lái)強(qiáng)烈的宇宙射線輻射。

但不管如何，我們對(duì)這顆遙遠(yuǎn)的小天體目前還是知之甚少。而新視野號(hào)的飛越將首次準(zhǔn)確測(cè)定其外觀，自轉(zhuǎn)，組成成分和地表環(huán)境特征。

此次飛掠，哪些值得期待？

不要眨眼！所有事情都將在千鈞一發(fā)之間發(fā)生！和2015年7月飛掠冥王星時(shí)不同，這一次不會(huì)有逐漸接近，畫(huà)面逐漸清晰的系列照片。“天涯海角”太小了，在“新視野號(hào)”拍攝的圖像中，它將一直是一個(gè)亮點(diǎn)而已，直到最后幾小時(shí)內(nèi)，突然變成一個(gè)真正切切的外星世界。

不過(guò)，相比2015年飛越冥王星時(shí)，“新視野號(hào)”飛船與冥王星地表之間的最近距離大約1.25萬(wàn)公里，而此次飛掠，“新視野號(hào)”與“天涯海角星”之間的最近距離將只有3500公里左右，這就意味著最終我們拍攝到的圖像分辨率將非常高。測(cè)算顯示，這顆星球地表上直徑超過(guò)33米的物體理論上都將可以被拍攝到。

由于“新視野號(hào)”必須轉(zhuǎn)動(dòng)自身以將相機(jī)對(duì)準(zhǔn)拍攝對(duì)象，它在飛掠并采集數(shù)據(jù)的同時(shí)做不到將天線同時(shí)對(duì)準(zhǔn)地球。這一點(diǎn)在2015年飛掠冥王星時(shí)也是一樣的情況。

因此，在采集數(shù)據(jù)的同時(shí)，太陽(yáng)系邊緣黑暗中飛行的“新視野號(hào)”對(duì)于地球來(lái)說(shuō)是沉默的。地球上的控制人員們必須耐心等待，在它采集完數(shù)據(jù)之后調(diào)轉(zhuǎn)天線，開(kāi)始回傳存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。

按照程序，格林尼治時(shí)間1月1日15：28，即北京時(shí)間23：28，新視野號(hào)的回傳數(shù)據(jù)將陸續(xù)開(kāi)始抵達(dá)地球。

此次飛掠的難度如何？

從某種程度上說(shuō)，這次飛掠的難度要超過(guò)2015年對(duì)冥王星的那次飛掠。

首先，這顆天體要比冥王星小幾百倍，因此為何獲取更好的圖像，探測(cè)器必須飛的更近，而相機(jī)的指向也必須非常精準(zhǔn)，因?yàn)槟繕?biāo)很小，如果指向偏差，發(fā)回的圖像就有可能是空白的，什么都沒(méi)拍到。

2015年7月，新視野號(hào)探測(cè)器飛掠冥王星

這的確是項(xiàng)目組團(tuán)隊(duì)非常擔(dān)憂(yōu)的問(wèn)題。因?yàn)椤疤煅暮＝恰笔窃?年前才被首次發(fā)現(xiàn)的，因此它的位置和在夜空中運(yùn)動(dòng)的軌跡測(cè)算精度遠(yuǎn)不如冥王星那么詳細(xì)精準(zhǔn)。

另外請(qǐng)記住，所有這些動(dòng)作都是在距離地球64億公里之外的深空之中發(fā)生的，在這樣的距離上，從地球上發(fā)出的指令以光速傳播，將需要6小時(shí)8分鐘才能抵達(dá)新視野號(hào)，而反過(guò)來(lái)，新視野號(hào)上的數(shù)據(jù)回傳，在發(fā)出后，也要這么久，地球上的天線才能開(kāi)始接收到，而且傳輸?shù)乃俾蕦⒎浅５汀?—;大約每秒1000比特，還不到1kb。

在這樣的龜速下，按照估算，要把此次飛掠過(guò)程中采集的數(shù)據(jù)全部傳輸完成，將要等到2020年9月份—;—;真是夠久的！

新視野號(hào)是什么樣的探測(cè)器？

“新視野號(hào)”從一開(kāi)始就是一艘冥王星飛船，這在當(dāng)時(shí)是太陽(yáng)系中最遙遠(yuǎn)的大行星。因此，要想盡快抵達(dá)目標(biāo)開(kāi)始探測(cè)任務(wù)，“新視野號(hào)”必須飛的足夠快。

怎么做？很簡(jiǎn)單，“用最大的火箭發(fā)射最小的飛船”—;—;2006年發(fā)射升空時(shí)使用的宇宙神V551型火箭，這是當(dāng)時(shí)美國(guó)政府能夠提供的最強(qiáng)大的火箭型號(hào)之一。

但它發(fā)射的，卻是地地道道的一艘小飛船，“新視野號(hào)”的大小和一臺(tái)家用鋼琴差不多，高度0.7米，長(zhǎng)度2.1米，最寬處2.7米。在飛船頭頂上安裝有一臺(tái)直徑2.1米的大天線。即便滿(mǎn)載燃料發(fā)射時(shí)，其整體重量大約僅有478公斤左右，其中包括大約77公斤的燃料和30公斤的各類(lèi)科學(xué)儀器。

飛船使用“核能”—;—;一臺(tái)190W功率的同位素?zé)岵畎l(fā)電機(jī)來(lái)為所有設(shè)備提供電力，因?yàn)樘?yáng)系邊緣太暗，無(wú)法使用太陽(yáng)能帆板發(fā)電。