“新地平线”号:历经9年,成功飞掠冥王星?

据美国宇航局确认 , “新地平线”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“新地平线”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“新地平线”号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 。 “新地平线”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“新地平线”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 。

“新地平线”号:历经9年,成功飞掠冥王星?



由于超高速飞行 , “新地平线”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 , “新地平线”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?
“新地平线”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“新地平线”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 。
“新地平线”号搭载的仪器
“新地平线”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 , “新地平线”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 。
“新地平线”号:历经9年,成功飞掠冥王星?



由于冥王星距离太阳太过遥远 , “新地平线”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 。
“新地平线”号搭载的“纪念品”
除了携带的各项科学设备以外 , “新地平线”号还搭载了许多有特别意义的“纪念品” 。 它们跟随“新地平线”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”
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?

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