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新视野号明晚抵达冥王星 最近地月距离仅1/30
发布者:admin     浏览次数:838     发布时间:2015-7-27

 新视野号探测器最新发回的冥王星图像,可以看到4个“点状”结构,它们的大小相似,并且间隔也相近

新视野号探测器飞往冥王星的运行轨道示意图

综合英国广播公司(BBC)、美国宇航局以及其他消息来源,经过在太空里9年多的漫长飞行,美国宇航局的新视野号探测器即将抵达它的目的地:冥王星。本周二北京时间晚上19:49前后,新视野号将从距离冥王星表面仅1.25万公里处飞过,这个距离仅相当于地球与月球之间距离的1/30。

截止今天(7月13日)清晨,这艘美国飞船距离冥王星还有大约190万公里,而飞船本身正以惊人的每小时约5万公里的速度急速向冥王星靠近,再过1天多后新视野号就将抵达它的目的地。

在过去的一周时间里,新视野号不断传回的冥王星最新图像让人们首次能够隐约分辨出这颗太阳系边缘遥远星球地表上的一些特征。比如在最新传回的图像上,冥王星的地表上似乎存在一些“点状”结构,科学家们目前还不清楚这些结构究竟是什么东西。但随着冥王星的自转,这些点状结构很快就将转到冥王星背面。只有当新视野号飞船位于这颗直径约2300公里的矮行星背后时,借助从它的卫星冥卫一卡戎表面反射过来的微弱阳光才能再次隐约查看这一地区的情况。但这本身就非常令人期待,因为它将让我们有机会探查冥王星背面的情况。

冥王星和冥卫一“卡戎”

冥王星系统,冥王星拥有5颗已知的卫星

艺术示意图:飞往冥王星的“新视野”号探测器

一些模型认为冥王星可能拥有富含氮气的大气层,但由于距离遥远温度很低,这个大气层会在冥王星上的夜间凝结到地面上。新视野号将通过对冥王星地表反照率变化的探测,检验这一理论的正确性。

冥王星上目前被识别出来的4个暗色点状物最早是在6月底传回的图像上被注意到的。让人尤其感兴趣的是这几个结构的大小几乎一致,并且分布非常均匀,每一个的直径都有大约480公里左右。

美国宇航局西南研究所的阿兰·斯特恩(Alan Stern)是新视野探测器项目首席科学家,他近日向媒体透露了新视野号探测器项目团队在飞船即将抵达冥王星的前夕是何种心情:“非常激动,真的非常激动。大家的脸上都带着大大的笑容,数据正在不断传回,尽管现在传回的还只是飞船实际收集数据量的很小一部分。真是太美妙了!冥王星没有让我们失望,它真是棒极了!”

现在,新视野号飞船正在太空中以每秒14公里的速度朝着冥王星飞行。在这样高的速度下,新视野号无法实现“刹车减速”并进入冥王星的轨道,它能做的只是从冥王星附近空间近距离地飞过,并且在这交会期间尽可能的抓住时机获取尽可能多的数据和图像。

当新视野号飞船抵达距离冥王星最近的位置时,冥王星正对它的那个半球主要是一片靠近赤道的巨大暗色区域,科学家们将它称作“鲸鱼”,另外还有一大片亮色的区域,形状有点像是一颗心。

在飞掠期间,新视野号探测器上装备的远距成像仪(LORRI)将获取两道幅宽80公里左右的地表遥感图像,覆盖整个正面半球,最佳地表分辨率达到每像素80米。

但探测器上获取数据的回传过程将会十分缓慢。由于冥王星极其遥远(距离地球大约47亿公里),飞船发出的信号传到地球时已经极其微弱,因此接受数据的传输速率极低。预计地面控制中心将花费超过16个月的时间才能接收完新视野号飞船在短短几天时间里收集到的全部数据。

再重复一遍,新视野号飞船抵达冥王星最近距离的时间是国际标准时(GMT)本周二(7月14日)11:49:59,即北京时间本周二19:49:59。

在被重新定义为矮行星之前,冥王星曾经是经典的“太阳系九大行星”之一。此次成功地交会将完成人类探测器对全部这“九大行星”的探测考察工作,即这9颗星球都至少被一颗人类探测器造访过。此前人类探测器造访的最后一颗大行星是海王星。1989年,美国宇航局的旅行者2号探测器抵达这里,对这颗星球进行了考察工作,并在完成探测任务之后继续朝着太阳系外部的深空飞行。

冥王星系统基本资料:

冥王星(Pluto)为太阳系内已知质量第二大的矮行星(仅次于阋神星),直径约2300公里(相比之下,月球直径约3470公里),它也可能是柯伊伯带中体积最大的天体,由美国天文学家克莱德·汤博(Clyde William Tombaugh)在1930年最先发现。

一般认为冥王星的主要成分是水冰和岩石。其轨道公转周期约247.68年,近日距29.657AU(天文单位),远日距48.871AU。冥王星拥有5颗已知卫星,分别是冥卫一(Charon)、冥卫二(Nix)、冥卫三(Hydra)、冥卫四(Kerberos)以及冥卫五(Styx)。

冥王星原先被认为一颗大行星,与其他8颗大行星一同组成经典的“太阳系九大行星”。但在2006年8月24日在捷克首都布拉格举行的第26届国际天文学联合会会议上,经过激烈争论,正式规定了大行星的严格定义,即大行星必须符合以下三大条件:

1) 围绕太阳运行;

2) 拥有足够质量,能够达到流体静力学平衡(应接近球形);

3) 已经清空了轨道周围区域;

根据以上定义,冥王星被剔除出了大行星的行列并被降格为矮行星。

新视野号探测器基本资料:

新视野号探测器(New Horizons)是美国宇航局“新边疆计划”(New Frontiers program)旗下项目,由美国宇航局西南研究所及约翰·霍普金斯大学应用物理实验室(APL)共同研制。西南研究所的阿兰·斯特恩博士担任项目的首席科学家。

新视野号探测器于2006年格林尼治标准时1月19日19:00(北京时间1月20日凌晨3:00)使用一枚“宇宙神”V-551火箭从美国卡纳维拉尔角航天中心发射升空,目的旨在实现人类首次对冥王星以及柯伊伯带天体的探测任务,截止目前这艘飞船已经在太空中飞行超过9年零5个月的时间。

具体而言,新视野号探测器的任务目标包括以下几点:

1) 确定冥王星及冥卫一“卡戎”的地表物质成分;

2) 探测冥王星及冥卫一的地质及地形情况;

3) 探测冥王星的中性大气并测量其大气散逸率;

4) 搜寻冥卫一周围可能存在的大气层;

5) 测量冥王星及冥卫一的地表温度;

6) 搜寻冥王星周围可能存在的光环系统和其他未发现的卫星;

7) 在完成对冥王星的探测任务之后,继续飞往另一颗柯伊伯带天体并开展类似的观测工作;

为实现这些探测目标,新视野号探测器搭载了相应的科学载荷,主要包括7台探测设备,分为3台光学探测设备,2台等离子探测设备,一台尘埃探测设备以及一台无线电探测设备,具体如下:

1) 远距勘测相机(Long Range Reconnaissance Imager , LORRI)

远距勘测相机的主要设计目标是实现可见光波段在远距离上的高分辨率成像。该设备包含一台高分辨率1024*1024单色CCD以及208.3 mm光圈,设备整体重量约8.6公斤。

2) 冥王星太阳风探测器(Solar Wind At Pluto ,SWAP)

这是一台环形的静电和电势分析器,其可以对能级最高达到6.5 keV的带电粒子进行分析。

3) 冥王星高能粒子谱仪(Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation ,PEPSSI)

这是一台离子与电子探测器,与SWAP一同构成了新视野号探测器上的“等离子与高能粒子谱仪设备包”(PAM)。但不同于SWAP,这台设备可以对能级高达1 MeV的粒子进行分析。

4) Alice

这是一台紫外波段成像谱仪,工作在50~180nm的极紫外成像波段,其目标是获得冥王星大气的成分信息。

5) 拉尔夫望远镜(Ralph telescope)

这是一台口径6厘米的望远镜,它与Alice设备一同构成新视野号探测器上搭载的“冥王星探测遥感设备包”(PERSI)。Ralph拥有两个通道,分别是一台可见光波段CCD成像仪(MVIC)以及一台近红外波段成像光谱仪(LEISA)

6) 学生尘埃计数器(Student Dust Counter ,SDC)

这是新视野号探测器上的一大亮点——正如其名字显示的那样,这台设备是由美国科罗拉多大学波尔多分校的学生们设计研制的,它将开展连续的尘埃环境测量工作。其主体是一块460 mm × 300 mm的探测板,安装在探测器前进的方向上。

7)无线电科学实验设备(Radio Science Experiment ,REX)

这台设备将使用超稳晶体振荡器以及一些其他的电子辅助设备,在通讯波段开展无线电科学调查。

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