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16亿公里外的柯伊伯带天体成新视野号新目标

2016-12-12

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据美国宇航局官网报道,美国宇航局已经确定了新视野号项目在7月14日历史性飞经冥王星系统之后,下一个潜在的目的地。这个目的地是一颗名为2014MU69的小型柯伊伯带天体,它位于冥王星以外10亿英里远的轨道。


NASA新视野号宇宙飞船在遥远的柯伊伯带遇到的一颗类似冥王星的天体的艺术家印象图。


这颗遥远的柯伊伯带天体被确定为两个潜在目的地之一,它也是新视野号项目小组向美国宇航局推荐的目的地。尽管美国宇航局已经选定2014MU69作为未来目标,作为正常审查过程的一部分,美国宇航局还将进行一项细致的评估,然后再官方批准这一项目扩展进行额外科研。


“随着新视野号宇宙飞船正加速远离冥王星朝柯伊伯带行驶,与此同时宇宙飞船在与冥王星令人激动的会面过程中收集到的数据也源源不断发回地球,我们已经开始积极的寻找这一探索飞船的下一个目的地。”美国宇航局华盛顿总部科学任务委员会主任、前宇航员约翰·格伦斯菲尔德(John Grunsfeld)这样说道。“是否批准这一延伸项目的讨论将在行星科学的大背景下进行,我们预计它比主要的项目花费要更少,但仍能提供新的令人兴奋的科学。”


与所有完成了主要目标但仍将进行更多探索的美国宇航局项目一样,新视野号科学小组必须向美国宇航局提交一份议案以获得这一柯伊伯带天体项目的资金资助。这一议案将在2016年前完成,一支独立的专家小组将对它进行评估,然后美国宇航局再决定是否批准。


早期的目标选择非常重要,项目小组必须在今年调整新视野号朝这一天体行驶,以便在保证健康的燃料利润率。新视野号将在10月下旬和11月上旬进行四次演习以设定朝2014MU69(绰号为PT1,意为潜在目标1)运行的轨道——预计它将在2019年1月1日到达目的地。任何延迟都会导致耗费宝贵的燃料和增加项目风险。


“2014MU69是个非常好的选择,因为它是一种古代柯伊伯带天体,它形成于现在所处的轨道。”新视野号首席调查员、美国科罗拉多州博尔德美国西南研究院的艾伦·斯特恩(Alan Stern)这样说道。“此外,到达这个柯伊伯带天体(比其他候选者目标)所耗费的燃料更少,为飞经天体和辅助科学留下更多燃料,也留下了更多燃料储存预防不可预见的突发状况。”


新视野号最初预计将飞经冥王星系统和探索额外的柯伊伯带天体。这艘宇宙飞船为飞经柯伊伯带天体携带了额外的联氨燃料;它的通讯系统能够在冥王星以外地区工作;它的动力系统可以操作很多年;它的科研设备可以在比2014MU69飞经所经历的更昏暗的光线条件下运行。


2003年美国国家科学院进行的行星年代际调查强烈推荐前往柯伊伯带的第一个项目必须包括飞经冥王星和小型柯伊伯带天体,目的是在太阳系内未被探索的区域里对天体的多样性进行采样。确定PT1——它是与冥王星完全不同的柯伊伯带天体类型——潜在的能够满足这些目标。


但是确定一个合适的柯伊伯带天体飞经并非易事。从2011年开始新视野号科学小组就使用了地球上某些最大的地面望远镜进行搜寻,他们发现了好几十个柯伊伯带天体,但是没有一个位于宇宙飞船燃料供应允许的前提下可以到达的范围。


2014年夏天强大的哈勃太空望远镜扭转了局面,它发现了五个合适天体,然后缩减到两个,都位于新视野号宇宙飞船的可飞行轨道。科学家们估计PT1直径约为45千米,它比典型的彗星大10倍,重1000倍,但是大小只有冥王星的0.5%至1%。因此,PT1被认为是例如冥王星这样的柯伊伯带行星的建造单元。


与小行星不同,柯伊伯带天体被太阳加热的程度非常微弱,据称它代表了外太阳系在46亿年前出生时的完好保存的冻结样本。“我们可以从宇宙飞船的近距离观测中学到很多,这些是从地球表面观测不可能获得的,”新视野号科学小组成员、美国西南研究院的约翰·斯宾塞( John Spencer)这样说道。“新视野号在柯伊伯带天体飞经过程中获得的细节图片和其它数据将革命化我们对柯伊伯带和柯伊伯带天体的理解。”


新视野号宇宙飞船——目前距离地球49亿千米——开始向地球传输存储在它的数字记录器上的大量图片和其他数据,这一宇宙飞船目前健康正常的运转。