刘佳
“系好你们的安全带,新视野号已经进入冥王星系统了”。
2015年7月14日上午,NASA“新视野号”任务的首席研究员AlanStern在简报上宣布。
经过了近10年时间、48亿公里的漫长飞行,NASA“新视野号”探测器终于在这一天成功飞掠冥王星,拍下了冥王星迄今最清晰的照片。
直到今年10月底,时隔一年零三个月,“新视野号”飞掠冥王星的探测数据终于全部传回了地球。
AlanStern正是那个“站在”冥王星背后的人。他不仅向太空送去了“新视野”号,还送去了冥王星发现者的骨灰、一枚写着“冥王星还未探索”的邮票,和来自发射场和飞行控制中心所在地的两枚硬币。
“在这个时代,我们是唯一探索太阳系边际行星的团队,这样的探索任务绝无仅有。”AlanStern不无骄傲地说。
现在的AlanStern正在为民间登月项目而努力。他在接受《第一财经日报》记者采访时说:“我们可以把21世纪看成这样一个世纪:人类可以离开自己的地球摇篮,奔向太空。”
飞掠冥王星背后
1930年,罗威尔天文台的天文学家ClydeTombaugh第一次找到了太阳系里行星家族的冥王星,并将其命名为“Pluto”。
一张清晰的图片,是科学家们研究一颗星球的基础。但由于冥王星变幻莫测的大气环境和斑驳难辨的表面,即使哈勃望远镜也无法看清,此前人类对它的探索几乎一片空白。以至于天文学家们曾经错估了冥王星的质量,以为冥王星比地球还大,所以命名为大行星。
直到后来经过近30年的进一步观测,才发现它的直径只有2300公里,比月球还要小。
2006年,冥王星被行星家族除名,降级为一颗矮行星,这让Alan Stern有些懊恼。
虽然被除名,但人们对冥王星的探索并没有停止。
在20世纪90年代末,NASA曾制定了一个名为“冥王星-柯伊伯快车”的计划,探测冥王星和其卫星卡戎以及柯伊伯带天体。但由于研制经费超支等原因,最终被NASA取消。
此后,美国行星学会发动了“拯救冥王星计划”运动,最终令NASA改变策略,向全球征集一套有着苛刻要求的新方案:一是在2015年前飞抵冥王星,二是花费金额不能超过5亿美元。
Alan Stern在we大会上表示,为此团队准备了上千页的资料,包括管理、设计计划等,击败了其他4组竞争者,最后被选中去执行这一任务。
但只是一场艰难旅程的开始。他们面临的一大挑战是资金,“新视野号”团队所能获得的资金非常少,只有“旅行者号”项目12%的资金支持。为此,Alan Stern团队不得不作出妥协,例如缩减天线设计,从而节省很多核电池,这也导致“新视野号”在拍下冥王星的照片后,又花了一年时间才传回地球。
另一个挑战在于时间,“旅行者号”花了12年的时间来进行设计、构建,而自己的团队只有4年的时间。
曾有人对Alan Stern说:“在这样的条件下飞掠冥王星几乎是不可能的,你即使最后成功了,也需要耗费极长的时间和成本。”
经过多年的曲折筹备,“新视野号”探测器终于在2006年1月升空发射。而AlanStern团队做的,就是花时间去规划、导航、注意飞行的情况。他们还准备了三个备份,如果发射有什么问题,可以通过点燃火箭来调整方向。
直到2015年7月,“新视野号”以接近第3宇宙速度经过近10年飞行,成功飞掠冥王星,拍下史上最清晰的冥王星照片。
“新视野号”的“星辰大海”
Alan Stern把一张太空的照片印在自己名片的左上角,在他眼里,这张照片体现了“新视野号”团队这么多年专注的意义:“所有坚持不懈、努力,我们真的实现了。”
“我们没有想到冥王星与地球有这么多相似的地方。”AlanStern激动地说,当“新视野号”飞掠冥王星的情况对外公布后,这个团队建立的官网涌入了十亿级的访问,并得到了全球几乎所有主流媒体的头版报道。
英国物理学家霍金也评价:“这是一项先锋性的任务。在远离地球的外太空,这个小小的探测器帮助我们首次观察到神秘的冥王星,一个位于太阳系边缘地带遥远而寒冷的世界。”
事实上,在“新视野号”抵达冥王星前,不少科学家曾认为冥王星与另一颗被海王星俘获的柯伊伯带天体“海卫一”(Triton)类似,但直到在“新视野号”抵达时,人们才发现冥王星与海卫一有着较大的差别。例如冥王星表面包含了各种不同类型的地质状况,而且冥王星拥有五颗卫星,这是海卫一所没有的。海卫一与冥王星在诞生后沿着不同的方向演化,可以说代表柯伊伯带天体的不同类型,这有助于科学家对柯伊伯带天体以冥王星与海卫一这两种类别进行分类。
不过,考虑到成本问题,“新视野号”对冥王星匆匆一望后,它继续向更远的深空飞行,考察太阳系里面的新大陆——柯伊伯带。按照此前计划,2017年至2020年,“新视野号”将抵达柯伊伯带其他天体,这一探测阶段可能持续5至10年。
此前,人类对柯伊伯带并没有多少了解,但它很可能决定着地球安全。有一种理论认为,6500万年前,正是一颗近10公里大的柯伊伯带天体撞向了如今墨西哥所在地,从而导致恐龙灭绝。
Alan Stern告诉《第一财经日报》记者,在2019年1月,“新视野号”飞掠2014MU69时,最近距离将只有3000至10000公里。这比“新视野号”距离冥王星最近距离的12500公里还要近,届时人类将有机会获得比冥王星精度更高的数据与图片,并创造人类探测器拜访过最远距离天体的新纪录,此前这一纪录由“旅行者2号”创造,并且这一纪录已保持了近三十年。
届时,人类科学家将探索这颗小天体的起源与演化过程,以及它的表面情况、地质情况,也会探测该天体周围是否拥有大气以及卫星。
他同时透露,通过采用钚这种核燃料作为能源,“新视野号”能够从事更多的太空科学探索使命,至少可以让“新视野号”工作20年。
除此之外,Alan Stern还透露,现在他的团队开始研究商业化太空探索的可能性。“我对今后投入这样的商业运行,感到非常兴奋,也非常期待。”
他说,现在世界上已经有了很多商用的航天飞行器,有些是用于旅游的,也有用于科学研究的,同时也有从外太空观察地球的,以及提供更多新的通讯服务。
“由于这些商业企业和各国政府的大力参与,我们可以把21世纪看成这样一个世纪:人类可以离开自己的地球摇篮,奔向太空。”Alan Stern说,自己希望从2020年开始实现普通人登月旅行的梦想,让九天揽月不再是“阿姆斯特朗们”的专利。