[新闻] 计划封存13年后终可启动 12年后探测器飞抵冥王星

本月初，美国总统布什签署一项拨款美国宇航局(NASA)1.1亿美元的文件，这笔款项专门
用来建造研究冥王星及其卫星卡戎和柯伊珀小行星带天体的星际自动站。取名为“新地平
线”的研究冥王星计划因经费问题在美国宇航局中封存了近13年，如今终于可以启动。按
照计划，冥王星探测器
将于2004年出发，2015年到达。

　　冥王星是九大行星中惟一没有探测器光顾的行星，而它可能蕴藏着有关外太阳系形成

的极其重要的线索。

　　冥王星是1930年1月23日由天文学家克莱德·汤博发现的，一个11岁的英国小女孩维
尼夏·伯尼建议命名为“冥王星”。冥王星的卫星卡戎则是1978年6月22日由天文学家克
里斯蒂发现。

　　1992年，天文学家又观测到了围绕冥王星运行、构成其外晕的柯伊珀带天体。此后，
天文学家们陆续观测确定了600多颗柯伊珀带天体。

　　冥王星绕太阳公转一周需248年，其轨道的偏心率是最大的，在近日点附近与海王星
的轨道相交叉，这时海王星成为太阳系中最外面的一颗行星。冥王星与太阳的距离是地球
与太阳距离的29倍至49倍。在未来的几十年中，它处于距太阳相对更近的时期(1989年达
到近日点)，离地球也更
近一些。由于冥王星与太阳的距离非常远，平均距离59亿公里，近日点约44亿公里，远日
点约74亿公里，所以，它从太阳接受到的光比我们地球从月球上接受到的光还要弱。它上
面的温度极低，可低至零下240℃。

　　冥王星是太阳系九大行星中惟一没有被探测器光顾的一颗。而冥王星可能蕴藏着有关
外太阳系形成的极其重要的线索。探测冥王星和柯伊珀带就相当于对外太阳系的历史进行
一次考古发掘，研究人员可望从中获得极有价值的发现。

　　发射冥王星探测器最佳时机在2004年，如果届时不能升空，要等到冥王星再运行到合
适的位置，恐怕要到二十三世纪。

　　要到达冥王星，探测器需要飞行7至14年的时间，飞行时间的长短取决于飞行的轨道
和探测器的质量。

　　假设探测器沿着最短的直线轨道飞行，它将飞越54亿公里，为达到最佳效果，它将借
助于木星的引力，即首先朝向木星飞行，靠木星的引力来加速。这是一个“窍门”，利用
飞掠木星时产生的“弹弓效应”的推助来缩短行程，以消耗很少的能量获得很高的速度，
不过，要走这条路线只
能在2004年出发。

　　就研究方面来说，尽快研究冥王星及其卫星卡戎主要有两个原因，第一，科学家想赶
上看见冥王星上的大气层，其大气层在远离太阳范围时将逐渐凝结，变成为冥王星地表固
态氮、甲烷和氧化碳层；第二，科学家希望编制冥王星及其卫星卡戎的详细地图，为此必
须在反射光条件下给它
们拍摄照片，反射光数量在冥王星远离太阳范围时也会减少。

　　科学家预测，如果届时不能将探测器发射升空，那么太阳系各大行星的排列位置将发
生变化由它们的公转运动所致，探测器将无法利用木星这一天然助推器的“弹射”作
用飞向冥王星。那样的话，科学家们就不得不再等上至少12年，因为木星下一次的理想位
置要到2018年才出现。
而那个时候，冥王星将运行到距离太阳数亿公里的位置，加上冥王星独特的倾角，届时冥
王星表面将有400多万平方千米的面积被冰帽覆盖，表面温度也将明显下降。科学家们担
心，如果那样的话，探测器将无法完成预定的地表探测和气温监测工作，而要等到冥王星
也运行到合适的位置，
恐怕要到二十三世纪。

　　为了不错过通往冥王星的“末班车”，科学家发动了“拯救冥王星使命”运动。

　　早在1992年，美国宇航局就开始设计冥王星探测器，两个探测器本应在1998年发射，
在7至8年之后到达目的地。这些探测器的任务是详细描绘出冥王星和卡戎的表面图，并收
集有关它们的构成的基本资料，但由于将近8亿美元的庞大预算得不到政府支持，计划被
束之高阁。

　　为了不失去探测神秘的冥王星的最佳时机，上世纪90年代末，天文学家还制定了“冥
王星-柯伊珀快车”计划，探测器定于2004年12月18日发射，2006年3月9日飞临木星并借
助其引力飞向冥王星，于2012年12月24日与冥王星相遇。但这次探测活动先是被美国宇航
局中止，后又被美国政
府宣布取消。

　　许多行星科学家站起来反对NASA推延冥王星计划，美国的行星协会还发动了“拯救冥
王星使命”运动。为了不错过通往冥王星的“末班车”，美国行星协会把全世界的天文学
家和天文爱好者团结在一起，力促美国政府和NASA改变主意，同时招标更为经济的探测方
案。

　　2001年11月，经过一番严格的筛选，美国宇航局最终选择了名为“新地平线”New
Horizons的计划来进行冥王星和柯伊珀带的探测研究。“新地平线”计划率先使用较为
经济的方式来建造和运行外太阳系探测飞船。此次财政预算减至4.88亿美元(其中还包括
8000万美元的贮备预算)，但美国政府仍然犹疑不决，探测器是否如期发射一直让科学家
为之揪心。

　　在这种背景下，“新地平线”计划近日得以启动确实鼓舞人心。这笔拨款基本能满足
研制星际自动站的需要，预计星际自动站的建造将于2004年完成，并计划在2004年发射升
空，到2015年可以飞抵冥王星。

　　有人认为，冥王星实际上不是一颗行星，这种观点正需要依靠星际自动站来帮助查明
。此外，星际自动站还将重点寻找所有更巨大的天体。

　　此次“新地平线”主要任务之一是研究柯伊珀小行星带，由大量冰冻宇宙天体组成的
该小行星带是在不久前发现的。有些研究人员认为，冥王星实际上不是一颗行星，而是形
成该小行星带的一个天体。这种观点有多大可信度，正需要依靠新的星际自动站或探测器
来帮助查明。此外，星
际自动站还要寻找冥王星的新卫星。按照计划，星际自动站能发现直径为1千米的冥王星
卫星，但是星际自动站的主要使命将是重点寻找所有更巨大的天体。

　　如果一切都按计划进行，飞船升空后，先是向木星的方向飞行，然后借助木星的引力
作用“弹射”向冥王星。在飞临木星时，“新地平线”飞船将会对木星和它的20多颗卫星
进行为期4个月的集中研究，此后，探测器便将一直飞向冥王星，并于2015年的某一天抵
达那里。在从木星飞向
冥王星的这段时间里，“新地平线”号探测器上的绝大部分仪器将处于“休眠”状态，以
减少能量消耗和仪器故障的发生。为了保险起见，地面控制人员将每年“唤醒”一次“新
地平线”。

　　当飞船距离冥王星约1亿公里远，也就是离最近处还有约75天时，各种探测设备就要
开始工作了。在距离冥王星最近的那一天，“新地平线”飞船距离冥王星只有几千公里，
地表分析光谱仪可以获得冥王星及其卫星向阳面的最佳图像。与此同时高分辨成像仪将会
聚焦到星体表面上较小
的区域，生成更高分辨率的画面。

　　当探测器飞过冥王星到达它的阴面时，探测器将借助于冥王星的卫星反射过来的光线
继续对冥王星阴面的地表情况进行探测。此外，地球上的控制人员将开始向冥王星发射无
线电波。那些穿过冥王星大气层的无线电波被探测器上的巨型天线接收后，探测器上的仪
器就会根据无线电波的
折射情况推算出冥王星大气层的温度和密度。当探测器最终飞越冥王星系后，它还要利用
5年时间对冥王星系附近的柯伊珀带进行一系列类似的探测。