2018年12月21日從NASA方面得到的藝術(shù)家插圖，描繪了“新視野”號(hào)飛掠“天涯海角”小行星的場景。圖/視覺中國
據(jù)NASA官網(wǎng)，當(dāng)?shù)貢r(shí)間1月1日，美國國家航空航天局（NASA）“新視野”號(hào)探測器將飛掠柯伊伯帶的小行星2014MU69，這將是航天器探索史上的最遠(yuǎn)天體。科學(xué)家對(duì)這個(gè)昵稱為“天涯海角”的小行星知之甚少，屆時(shí)“新視野”號(hào)將近距離飛掠此天體，揭開它的神秘面紗。
為什么選擇“天涯海角”？
據(jù)美國科技雜志《連線》，早在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，其中就包括2014MU69（在取得它的足夠軌道資料后由小行星中心編號(hào)），并將這個(gè)小行星列為“新視野”號(hào)飛掠冥王星后的下一個(gè)探測目標(biāo)。“天涯海角”這個(gè)昵稱來自于一場全球征集活動(dòng)，任務(wù)團(tuán)隊(duì)在34000個(gè)候選名稱中選中了這個(gè)詞，因?yàn)?014MU69對(duì)地面望遠(yuǎn)鏡而言太過于暗淡，科學(xué)家無法觀測到具體情況，“天涯海角”則寓意著未知的世界。
對(duì)于NASA如何選中了“天涯海角”這個(gè)小行星，BBC分析稱，科學(xué)家想要探測比冥王星更遠(yuǎn)的天體，“天涯海角”則恰好處于“新視野”號(hào)能力可到達(dá)的范圍內(nèi)。
中國航天科工二院研究員、國際宇航聯(lián)合會(huì)空間運(yùn)輸委員會(huì)副主席楊宇光表示，“新視野”號(hào)之所以選擇“天涯海角”作為探測目標(biāo)，重要原因是探測器的能量限制。“新視野”號(hào)的主任務(wù)是探測冥王星，探測冥王星的時(shí)候是飛掠而不是環(huán)繞，但其實(shí)進(jìn)入它的軌道環(huán)繞是最最理想的方式，為什么做不到？就是因?yàn)槟芰肯拗疲绻屘綔y器制動(dòng)剎車，消耗的能量太大。當(dāng)“新視野”號(hào)飛掠過冥王星后，調(diào)整自己軌道能力已經(jīng)極弱了，因此只能在它有限的可調(diào)整范圍內(nèi)選擇一個(gè)路徑相對(duì)較近的小行星，所以并不是完全主動(dòng)去選擇“天涯海角”，而是沒有多少可選擇的余地。
“天涯海角”具體什么形狀？
“‘天涯海角’什么形狀？由什么構(gòu)成？是否有大氣？無人知曉。”“新視野”號(hào)首席研究員艾倫·斯特恩說道。NASA介紹，根據(jù)現(xiàn)有的探測資料，“天涯海角”距離地球約65億公里，距離冥王星約16億公里，它形成于柯伊伯帶的冰凍區(qū)，溫度極低，這樣的環(huán)境更加完好地保留其形成之初的原始狀態(tài)。“新視野”號(hào)任務(wù)團(tuán)隊(duì)通過太空望遠(yuǎn)鏡觀測“天涯海角”的飛影，認(rèn)為其形狀有可能是相互環(huán)繞的兩個(gè)物體，也可能是兩個(gè)物體相連，如啞鈴狀。而它的直徑大約只有30公里，比冥王星的體積小得多。
在過去幾個(gè)月里，NASA研究人員通過“新視野”號(hào)對(duì)“天涯海角”進(jìn)行持續(xù)拍攝，他們發(fā)現(xiàn)無法檢測到這顆小行星的任何光變曲線，即不知道它是否在自轉(zhuǎn)或相對(duì)于恒星進(jìn)行移動(dòng)。“新視野”號(hào)首席研究員艾倫·斯特表示：“在確定它不是球體的情況下，自轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)該能檢測到光變曲線，但是我們并沒有發(fā)現(xiàn)，這真的是一個(gè)謎。”據(jù)《紐約時(shí)報(bào)》，美國西南研究院的天文學(xué)家馬克·布伊博士分析，有兩種情況導(dǎo)致這一情況，一種是“新視野”號(hào)的路線和“天涯海角”的自轉(zhuǎn)軸重合，另一種情況是“天涯海角”可能被一團(tuán)塵埃所包圍，這些塵埃掩蓋了它的光曲線。他說，“這是我們所研究過太陽系中最古老的遺跡”。
“新視野”號(hào)此次探測目標(biāo)是什么？
NASA方面稱，“新視野”號(hào)1月1日將以52000公里時(shí)間速飛掠“天涯海角”，屆時(shí)探測器與這一小行星的距離將只有3500公里，比2015年飛掠冥王星時(shí)的距離近了三分之二以上。
“新視野”號(hào)探測器裝配了Ralph影像及紅外線成像儀等科學(xué)儀器。當(dāng)其飛掠“天涯海角”時(shí)，這些設(shè)備將用于拍攝天體的彩色及黑白圖像、繪制結(jié)構(gòu)和地形、搜索天體表面的氣體和成分、測量溫度等。《連線》稱，因?yàn)樘綔y器與天體距離很近，可以拍攝到非常細(xì)致的高分辨率圖像，清晰度將是冥王星圖像的兩倍。“天涯海角”的影像資料將會(huì)成為截至目前所有小行星照片中最詳盡的。不過，科學(xué)家們還無法確信“新視野”是否能帶回清晰的照片，因?yàn)椤疤煅暮＝恰钡淖赞D(zhuǎn)速度可能很快，照片可能會(huì)模糊。
NASA官網(wǎng)上的“新視野”號(hào)任務(wù)計(jì)劃顯示，當(dāng)探測器飛掠“天涯海角”，地面需要等待大約6小時(shí)才能接收到它的信號(hào)。隨后的20個(gè)月內(nèi)，“新視野”號(hào)將陸續(xù)向地面?zhèn)骰厮鸭降臄?shù)據(jù)和拍攝的照片。
據(jù)《紐約時(shí)報(bào)》，負(fù)責(zé)“新視野”號(hào)拍攝任務(wù)的科學(xué)家哈羅德·韋弗博士說，當(dāng)“新視野”號(hào)觀察“天涯海角”時(shí)，實(shí)際上也是在觀測四十多億年前行星生成與太陽系結(jié)構(gòu)形成的時(shí)刻。探測器收集的數(shù)據(jù)將有助于了解早期太陽系的物理和化學(xué)環(huán)境，也能幫助科學(xué)家們了解太陽系外其他的行星系統(tǒng)。
■ 釋疑
科學(xué)家為什么要對(duì)柯伊伯帶進(jìn)行探索？
“新視野”號(hào)之前探測的冥王星以及此次將飛掠的“天涯海角”都是柯伊伯帶的小行星。柯伊伯帶位于海王星軌道之外的太陽系盡頭，這一區(qū)域存在著數(shù)量龐大的星體。科學(xué)家為什么要對(duì)柯伊伯帶進(jìn)行探索呢？
楊宇光解釋，在柯伊伯帶，富含甲烷、水、水冰的天體比較多，總體而言質(zhì)量都比較小。柯伊伯帶形成于太陽系早期，它保留了太陽系早期很多痕跡。而且柯伊伯帶天體基本都處在冰凍區(qū)，接收到的太陽光很弱，處于非常冰冷的狀態(tài)，不像一些彗星進(jìn)入太陽系內(nèi)部軌道，離太陽比較近的時(shí)候表面物質(zhì)就會(huì)蒸發(fā)。像“天涯海角”這樣的天體可能就和幾十億年前太陽系形成時(shí)候的狀態(tài)沒有太大的差別，對(duì)了解整個(gè)太陽系是非常有用的。
不過，對(duì)柯伊伯帶的遙遠(yuǎn)天體進(jìn)行探測的任務(wù)還較少。楊宇光表示，目前深空探測不是以去往更遠(yuǎn)天體探測為重點(diǎn)的，因?yàn)橄拗票容^多，工程難度也比較高。目前的幾個(gè)大的探測器都是借助木星的引力加速，而木星繞太陽轉(zhuǎn)的周期超過11年，所以后續(xù)探測需要等待窗口期。而且外太陽系探索要求探測器的規(guī)模非常大，所以實(shí)現(xiàn)起來也比較困難。現(xiàn)在探測的重點(diǎn)還是火星、月球這些天體。
“新視野”號(hào)的軌跡
●2006年1月19日
“新視野”號(hào)發(fā)射，飛船直接進(jìn)入了地球和太陽的逃逸軌道，是人類有史以來以最快發(fā)射速度離開地球的高速飛行器，也是第一艘飛越和研究冥王星及其衛(wèi)星的空間探測器。
●2007年2月28日
“新視野”號(hào)飛掠木星，向地球傳輸了關(guān)于木星大氣和磁層的全部信息以及有關(guān)木星衛(wèi)星的數(shù)據(jù)。同時(shí)，探測器借助木星引力進(jìn)行加速，使飛船飛行速度提升到1.45萬公里每小時(shí)，飛向遙遠(yuǎn)的冥王星。
●2015年7月15日
“新視野”號(hào)飛掠冥王星，最近時(shí)與冥王星相距12500公里，它是第一艘飛越和研究冥王星的空間探測器。任務(wù)中，“新視野”號(hào)向地球發(fā)送了大量的冥王星及其矮行星系統(tǒng)的照片。
●2019年1月1日
“新視野”號(hào)飛掠“天涯海角”。NASA估計(jì)，飛越過后，“新視野”號(hào)需要用超過十年的時(shí)間才能穿越柯伊伯帶，進(jìn)入星際空間。期間，“新視野”號(hào)團(tuán)隊(duì)將會(huì)尋找下一個(gè)探測目標(biāo)。（記者 陳沁涵）