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美国探测器成功飞掠冥王星

2015-07-15 10:27 来源:腾讯太空

[摘要]美国宇航局“新视野”号探测器历经近10年的飞行,行程约50亿千米,成功飞掠冥王星,成为人类首颗造访冥王星的探测器。

 

美国探测器成功飞掠冥王星

 

“新视野”号探测器传回迄今最清晰的冥王星图片

腾讯太空讯(乔辉)据美国宇航局确认,“新视野”号冥王星探测器已于美国东部时间7月14日7时50分(北京时间7月14日19时50分)成功从距冥王星12500千米处飞掠,成为人类首颗造访冥王星的探测器。

美国“新视野”号探测器于2006年1月19日发射,经过近10年的飞行,行程约50亿千米,成功抵达了冥王星及其卫星系统。由于冥王星的距离非常遥远,即便“新视野”探测器发出的信号以光速前进,抵达地球仍然需要4小时20分钟。

冥王星是一颗处于太阳系边缘的小天体,直径仅为月球的三分之二。它围绕太阳运行一圈需要247.68个地球年。自人类发现冥王星以来,它才转了三分之一圈。“新视野”号在近距离观测冥王星之后,不会驻足停留,它将继续深入“柯伊伯带”进行探索。

飞往冥王星的“特快”

美国“新视野”号发射升空,在最后关闭引擎时,相对于地球的速度达到了16.26千米/秒,成为最快速度离开地球的人造物体,比1977年发射的“旅行者”深空探测器离开地球时的速度还要快。

 

 

美国探测器成功飞掠冥王星

 

“新视野”号发射时,在关闭引擎后相对于地球的速度达到了16.26公里秒,成为最快离开地球的人造物体。

由于超高速飞行,“新视野”号在发射后9个小时就飞越了月球轨道,而当年“阿波罗”载人飞船飞往月球则用了3天。

2007年2月28日,“新视野”号飞掠木星时获得了引力助推,速度增加了4千米/秒,使其相对于太阳的速度达到了23千米/秒,大大缩短了飞往冥王星的时间。

为什么只是飞掠冥王星而不进入绕飞轨道?

“新视野”号是按照美国宇航局推行的小型化、低成本及多功能的指引原则设计的。为了能够让“新视野”号在不到十年时间内抵达冥王星,该探测器只有一架钢琴大小,总质量仅470千克。

由于冥王星的引力太弱,如果探测器“刹车”减速到能被冥王星引力场捕获的速度,那么需要大量的燃料,这就大大增加发射重量,违背设计理念。而飞掠探测也可以提供有关冥王星及其卫星系统的大量资料,并且还可以继续深入“柯伊伯带”进行探测。

“新视野”号搭载的仪器

 

美国探测器成功飞掠冥王星

 

“新视野”号携带的科学仪器示意图

“新视野”号搭载了七种主要的科学仪器:能量粒子谱仪;太阳风测量仪;远程勘测成像仪;无线电科学实验仪;紫外成像光谱仪;可见光-红外成像仪和宇宙尘分析仪。借助这些设备,“新视野”号可以探测冥王星的地形地貌、化学成分、温度、大气压等等重要参数。每一种仪器的功率大约在2瓦到10瓦,与一盏小夜灯的功率相仿。

 

 

美国探测器成功飞掠冥王星

 

“新视野”号无法使用通常的太阳能电池板供电,而是采用“放射性同位素核电源”(左)。红圈里的设备为放射性核池(右上)。含钚-238的圆柱体由于放射性衰变产生的热量而发出红光(右下)

由于冥王星距离太阳太过遥远,“新视野”号无法使用通常的太阳能电池板供电,而是采用“放射性同位素核电源”(RTG)。这个核电源是利用11千克的钚-238衰变产生的热能来发电。在发射的时候,RTG的发电功率为250瓦,理论上每过四年功率下降5%,目前功率降低到了大约200瓦。相似的核电源曾用在“旅行者”深空探测器以及宇航员登陆月球的时候。

“新视野”号搭载的“纪念品”

除了携带的各项科学设备以外,“新视野”号还搭载了许多有特别意义的“纪念品”。它们跟随“新视野”号一起飞掠冥王星。其中包括冥王星发现者克莱德•汤博(Clyde Tombaugh)的30克骨灰;一张包含434738人名字的CD(这是由网民自主提交的);一面美国国旗;美国佛罗里达州的一枚25美分硬币等等。

冥王星由大行星降级为“矮行星”

 

美国探测器成功飞掠冥王星

 

冥王星于1930年2月18日 由美国天文学家克莱德·汤博发现。

在20世纪早期,海王星轨道异常导致很多天文学家认为,在太阳系外围一定存在第九颗行星。1930年2月18日,冥王星最终由美国天文学家克莱德•汤博所发现,此后一直与其它八大行星并称为第九大行星。在2006年8月24日国际天文学联合会大会上,冥王星从大行星中除名,被降级为“矮行星”(Dwarf planet),这是为什么呢?

由于冥王星距离太遥远,在发现初期,人们对它的细节知之甚少,只知道它大约250年绕太阳一周,当时还错估了冥王星的质量,以为质量比地球还大,所以将它列入大行星。然而,经过近30年的进一步观测,人们发现它的直径只有2300公里,比月球还要小。

在2006年,国际天文联合会立下了行星的新定义: 1、必须围绕太阳运行;2、质量必须足够大,能在自身重力的作用下呈球形;3、必须能清空其轨道周围的物体。

按照新定义,冥王星不符合第三条,所以国际天文联合会决定,将冥王星归为“矮行星”,从大行星中除名。

冥王星和它的小伙伴

冥王星和它的卫星卡戎(Charon)构成一个双星系统,它们围绕共同的质心旋转,质心的位置在两者连线的八分之一处(靠近冥王星一侧),这是因为冥王星的质量是卡戎的八倍。

 

美国探测器成功飞掠冥王星

 

“新视野”7月8日拍摄的冥王星和卫星卡戎

除了卡戎之外,目前已知冥王星还有四颗卫星:尼克斯(冥卫二)、许德拉(冥卫三)、瑟伯勒斯(冥卫四)和斯蒂克斯(冥卫五)。这些卫星的名字均来自希腊神话,分别是冥河船夫、冥界黑暗女神、九头蛇、地狱三头犬和冥河的名字。

 

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