美國國家航空航天局“新視野”號探測器在對冥王星進行探測之后，又將目標鎖定了柯伊伯帶的小行星MU69，這將是人類探索過的最遠天體，距地球69億公里。

幾天后，當地球開始繞著太陽另一側的軌道運行時，探測器將會飛近外太空深處一個由巖石和冰組成的小行星。這個被稱為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劃進行，它將很快成為人類探索過的最遠天體。

▲圖示：在2005年7月進行的航天器處理旋轉能力測試中，技術人員注視著“新視野”號像芭蕾舞女演員一樣旋轉。

MU69天體也被任務團隊稱為“天涯海角”,是美國國家航空航天局“新視野”號探測器發(fā)射升空后在冥王星之外發(fā)現的第一個天體，其也曾出現在哈勃太空望遠鏡的圖像中。

▲圖示：“新視野”號團隊對冥王星圖像進行研究。

這顆30英里寬的小行星位于柯伊伯帶。柯伊伯帶通常被認為是由孕育行星的塵埃和氣體等相對原始殘留物構成的。通過“新視野”對這顆小行星的近距離觀測，科學家們希望揭示出太陽系形成的深刻見解。但這次任務的首席研究員艾倫·斯特恩(Alan Stern)強調了MU69天體探測中存在的許多未知因素。

▲圖示：“新視野”號的LORRI望遠鏡部件

斯特恩說:“沒有宇宙飛船造訪過柯伊伯帶的小型天體，所以我們不知道會發(fā)生什么。”“每次我們探索到一類新物體時，通常會發(fā)現自己被大自然的豐富性所拋棄，發(fā)現自己處在一個完全不同于預期的科學體系中。”

▲圖示：“新視野”號所配置LORRI望遠鏡的電荷耦合顯示器所捕捉圖像的分辨率高達1024像素。

為探索冥王星作準備

2006年1月19日，“新視野”號探測器從地球發(fā)射升空，其以冥王星為目標開始了破紀錄的探索之旅。“新視野”號以每秒10英里的速度在太空中飛行，是當時速度最快的航天器。在那以后，只有2018年8月發(fā)射的帕克太陽探測器速度更快。盡管“新視野”號的速度很快，但其還是要花九年半的時間才能抵達冥王星。

▲圖示：美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心，技術人員正精心組裝“新視野號”探測器。

“對于我兒子來說，九年半的時間也將成為他重要的人生軌跡。探測器發(fā)射時他才六歲。我意識到當‘新視野’號到達時他就要上10年級了。”自2005年就開始記錄“新視野”號任務的攝影師邁克爾·梭利(Michael Soluri )表示，“對我來說，時間和距離的概念顯得非常深刻。”

在閱讀了諾曼·梅勒(Norman Mailer)關于阿波羅11號的報道后，梭利一直希望將梅勒關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(Johns Hopkins University)應用物理實驗室，也就是“新視野”號的總部所在地拿著相機記錄這一切。梭利曾經想成為一名行星地質學家，他把這個項目比作大學里的天文學課程。

▲圖示：“新視野號”探測器所拍攝的冥王星照片。

他說:“要想記錄下‘新視野’的一點一滴，要想近距離面對這場華麗冒險，你需要做不少功課。”

發(fā)射78天后，“新視野”號迅速掠過火星軌道。大約在任務開始的7個月后，國際天文學聯(lián)合會(International Astronomical Union)將冥王星重新歸類為“矮行星”，引發(fā)了長達11年的公開辯論。2007年2月28日，探測器呼嘯著飛越木星，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模糊的小點。“新視野”號的圖像清晰顯示出這是我們整個太陽系中地質最多樣化的天體之一：廣闊的冰凍氮平原被水冰構成的山脈所遮蔽。冥王星的衛(wèi)星也令人驚嘆。在“新視野”號的幫助下，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……是一段漫長的時間，”梭利說，“但我知道這是有意義的，這是對柯伊伯帶的第一次探索。”

古老遺跡

然而，冥王星只是這次探測任務的第一站。隨著“新視野”號逐漸接近它的目標，天文學家們試圖看看他們能否在宇宙中找到另一個更遠的世界。2014年，天文學家利用哈勃太空望遠鏡成功地發(fā)現了一些新的柯伊伯帶天體，其中三個位于“新地平線”(new Horizons)的觀測范圍之內。研究團隊決定，在飛越冥王星之后，他們會將探測器的目的地指向其中一個，也就是我們現在稱之為MU69的天體。

▲圖示：技術人員在用空氣軟管清潔“新視野”號窄角望遠鏡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個地球年繞太陽運行一周。

這個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行，有些運行的速度大致和人們走路的速度相當。當這些天體相互碰撞時受力很輕，這意味著在太陽系中所有旋轉的天體中，MU69和其同類最有可能在沒有重大擾動的情況下走過45億年。

“這是我們所研究過太陽系中最古老的遺跡，”西南研究所天文學家馬克·布伊(Marc Buie)說。

▲圖示：用于組裝“新視野”號的工具

近距離觀測MU69將有助于回答許多問題。它的結構首先能夠幫助科學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，對它的深入研究應該能揭示出更多關于其鄰居的信息，包括為什么許多小行星都會發(fā)出一種獨特的淡紅色。

貝爾法斯特女王大學天文學家米歇爾·班尼斯特(Michele Bannister)說，“‘新視野’號在諸多小行星中選中了一個小點，使其成為一個獨立的世界”。“事實上，我可以親眼看到這些東西。這真是太棒了!”

原始的探索

不過，在科學家們獲得MU69的科學成果之前，他們必須成功地將航天器引導至到大約距地球40億英里以外的目標。由于MU69在4年半前才被發(fā)現，天文學家沒有大量數據來繪制它的軌道軌跡。而且由于該天體相對于冥王星又小又暗，當銀河系明亮的恒星在背景中閃耀時，要在夜空中追蹤它非常具有挑戰(zhàn)性。

▲圖示：“新視野”號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，不過天文學家認為它可能是兩個合在一起的物體，也可能是一個形狀像啞鈴的天體。最近哈勃太空望遠鏡的探測還無法有效區(qū)分這兩種情況。在過去幾個月里，研究人員使用“新視野”號最好窄角相機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)現對航天器構成威脅的跡象，目前“新視野”號的任務是在距離MU69不到2200英里的地方以每秒超過8英里的速度飛行，同時不斷拍照。

但如果該天體快速旋轉，“新視野”號所拍攝的圖像可能會模糊。當然，窄角相機LORRI也有可能會完全錯過MU69。

“我們可能并沒有把它放在圖像采集的框架內，那是我們最接近小行星的一段旅程，”“新視野”號團隊成員、西南研究院博士后阿曼達·贊加里(Amanda Zangari)說。“我們真的要達到極限了。”

無論“新視野”號收集到什么信息，它都需要到2020年才能將收集到的所有數據傳回地球。下一步，任務科學家們對一個更宏偉的愿景抱有希望: “新視野”號將成為第一個自行發(fā)現天體并進行探索的航天器。

“我們正在開創(chuàng)一個先例，對嗎?” “新視野”號團隊成員、 行星科學研究所資深科學家蘇珊·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。”

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