美发射探测器首次探索冥王星

　　“新地平线”号飞向“柯伊伯带”。（电脑模拟图）

　　工作人员检测“新地平线”号探索器。

　　“新地平线”号探索过程示意图。胡杨-制图过去几十年来，人类一直在发射各种探测器，探索太阳系内的行星。现在，该是拜访最后也是最遥远的行星———冥王星的时候了。

　　美国“新地平线”号探测器定于美国东部时间17日借助“宇宙神－5”型火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心发射升空，开始长达9年半的太空之旅。

　　如果进展顺利，这一探测计划将让人类首次有机会近距离观察这个位于太阳系边缘的神秘星球。它还将标志人类完成对太阳系内所有行星的初步探测。

　　速度破纪录

　　拥有3级发动机的“宇宙神－5”重型火箭17日将以每小时5．76万公里的惊人速度把“新地平线”号送离地球。这个冥王星探测器因此将成为人类有史以来发射的最高速飞行器。

　　具体来说，“新地平线”号可以在9小时内飞过月球，而当年美国发射的“阿波罗”系列飞船需要用两天半时间。以这样的速度，从地球到木星，“新地平线”号也仅要13个月。借助木星的巨大引力，这个探测器还将进一步提速，飞向遥远的冥王星。

　　按计划，“新地平线”号飞行64亿千米后，在2015年靠近冥王星，对这个太阳系内最小的行星及其卫星卡容，以及位于冥王星之外，由一个彗星和其他宇宙碎片构成的冰封地带———“柯伊伯带”进行探索和研究，寻找任何关于太阳系起源和地球生命起源的线索。

　　据介绍，由于“新地平线”的飞行速度很快，而其所携的核燃料又不足以供减速和进入环冥王星轨道之用，因此它在完成任务后，将继续前行并一去不返。

　　全球43.5万人签名

　　虽然在“新地平线”号真正开始工作前人们将面临漫长等待，但负责这一项目的美国西南研究所科学家艾伦•斯特恩说，最终的回报完全值得我们等待这么久。

　　“这是真正意义上一系列行星初步探索项目的顶峰，”他说，“冥王星、它的卫星以及太阳系中的这一区域存在如此多谜团，‘新地平线’号（的发现）将彻底改写所有教科书。”

　　此外，探测计划设计者说，作为人类派往太阳系边缘的“使者”，“新地平线”号还将携带一些地球“纪念品”，包括一面美国国旗、全球首个私人载人航天器“太空船一号”的模型以及一张装有43．5万人姓名的光盘，这些人此前曾在“新地平线”探测项目网站上签名。赵卓昀（新华社供本报特稿）

　　飞行计划

　　早期：若飞船在2006年1月发射，发射后的13个月里，系统要进行飞船和仪器的检测、仪器校准、轨道机动调整和与木星相遇的演练。

　　相遇木星：据科学家预测，飞船与木星的最接近点是在2006年2月25日———2007年3月2日的时间段里。到时，“新地平线”号飞船将进到木星引力范围内，在其牵引下加速飞行。

　　星际间行程：在驶向冥王星的8年时间里，飞船和各种仪器会每年进行一次校验、轨道修正和与冥王星相遇的演练。徐婉泠编译

　　背景

　　冥王星———最陌生的行星

　　冥王星在太阳系中是离太阳最远、质量最小的一颗行星，质量只有地球的0.24％，直到1930年才被人类首次发现。由于距地球过于遥远，虽然人类观测手段有了很大进步，但至今对冥王星仍知之甚少。

　　与地球、水星、金星、火星等“类地行星”和木星、土星、天王星、海王星等“巨行星”不同，冥王星被科学家归为一个特殊类别，名为“冰矮星”。冥王星所在的太阳系边缘地带名为“柯伊伯带”，那里存在大量由冰和岩石构成的天体，也是众多彗星的“老家”。科学家认为，这些天体是太阳系最初的组成物质之一。通过对它们的研究，科学家有望揭开更多太阳系形成的奥秘。

　　据这一探索行动的负责人艾伦•斯特恩称，通过研究冥王星表面的大气，科学家可以了解地球大气中的氢气是以何种速度散发入宇宙中的。另外，科学家还认为，起源于“柯伊伯带”的球体对于地球上水源、空气和碳水化合物的产生有着重要影响，这些可能是提供生命起源物质的来源之一。据新华社

　　原理

　　■太空船运行系统

　　“新地平线”号探测器长2.1米，重量接近1吨，由美国约翰•霍普金斯大学应用物理实验室设计制造。该实验室也将负责为美国国家航空和航天局实施这一耗资7亿美元的探测计划。飞船上装有7个科研仪器，可对冥王星的地质结构、表层构成、大气层及其行星等进行研究。

　　在漫漫征途中，探测器会采取电子休眠的方式，关闭暂时不需要的系统，这样可以防止设备损坏，并能降低能耗。即便在休眠状态下，它也可以向地球发送信号，一旦发生故障，地面控制小组会作出反应。

　　在长达9年半的路程中，地面工作人员每年都要唤醒“新地平线”号，让其各个部件工作50天左右，看看是否能正常运转，从而保障航线正确。探测器里几乎所有系统都有备用设备，以确保它能平安飞到冥王星。

　　“新地平线”号上还装有美国科罗拉多大学学生设计的一台尘埃计数器，这是此类行星探测计划中首次加入完全由大学生设计和实施的实验项目。它也是在探测器飞行过程中唯一不处于休眠状态的实验项目。

　　■数据传输

　　抵达冥王星的12个星期后，“新地平线”就可以开始摄像，并向NASA传图片。数据的传输靠无线电广播发射器和一个直径为两米的无线电天线完成。探测器与地球间的传输过程需要4小时25分钟。

　　■导航系统

　　通常，飞船要确保能准确飞向目的地，必须靠科学仪器的导航，例如，靠各种望远镜来准确定位。但“新地平线”飞船安装了更高级的导航和控制系统———惯性测量单元（IMU）。这是一种精密的纵舵调整器，除了能保持飞船的稳定，还能提供较差位置的信息。飞船上配有星象跟踪仪照相机，能拍摄星空图像来定位飞船的航线。星象跟踪仪还能将附近的星象图片数据录入电脑程序，由此来比对飞船所在位置和原定飞行方位的差距。如果飞行航线误差过大，推进器将重新点燃并调整航线。徐婉泠编译

　　■动力靠核能

　　“新地平线”号将携带10.9公斤钚丸，利用其放射性衰变释放出的能量发电。因为“新地平线”号将会航行到远离地球超过64亿千米以外的宇宙空间。在那里，太阳光要多花4个小时才能到达冥王星和“柯伊伯带”，此外，太阳的亮度只是地球上的1/1000，所以“新地平线”号无法以太阳能作为动力。

　　不过，这引起了一些反核人士的担忧。他们担心，万一发射失败，探测器爆炸，核燃料会对地面造成严重污染。对此，国家航空和航天局说，出现发射事故的概率极低，而且这些钚丸装在坚固的放射性同位素热电发电机内，钚丸本身也经过特别设计，以限制其放射性向外扩散。为防出现意外，在17日发射前，应急人员将被预先部署在发射场周围。蒋林编译