新视野号在冥王星上寻找什么？

美国东部时间明天 7 月 14 日上午 7:50，有史以来发射速度最快的航天器“新视野”将首次近距离飞掠冥王星及其五颗已知卫星系统。在此次接近过程中，“新视野”将飞越冥王星 6,000 英里以内，收集的数据是其一天内可以发送回的数据的 100 倍。航天器上的仪器将拍摄数千张照片，测量冥王星的温度和磁场，绘制表面地形图，确定冥王星的大气成分，并寻找未被发现的卫星、环和地下海洋。将所有这些数据发回地球需要 16 个月的时间。

“我们将在 2015 年余下的时间里，以及 2016 年 10 月之前，将一些从未有人见过的东西带回地球，”新视野号任务首席研究员艾伦·斯特恩 (Alan Stern) 说道。“在撞击发生 12 到 15 个月后，我们可能会带着重大发现满天飞。”

航天器的七种仪器

新视野号任务是绘制冥王星及其卫星的表面和表面成分，并确定冥王星的大气结构、逃逸率和成分。为了实现这些目标，该航天器配备了七种独特的仪器。科罗拉多大学的学生建造的 VBSDC（Venetia Burney 学生尘埃计数器）测量了新视野号穿越太阳系时撞击它的太空尘埃量。一种称为 REX（无线电科学实验）的被动辐射计测量冥王星的温度和大气成分。

SWAP（冥王星周围太阳风）和 PEPSSI（冥王星高能粒子光谱仪科学调查）均测量从冥王星向太空发射的粒子。SWAP 测量大气气体的逃逸率并观察冥王星与太阳风的相互作用，而 PEPSSI 测量从矮行星大气层辐射出的等离子。这两种仪器可以帮助我们更好地了解遥远的行星如何受到其主恒星的影响。

但 LORRI、Alice 和 Ralph 是最有可能将重大发现带回地球的仪器。LORRI（长距离侦察成像仪）是一种用于导航的黑白望远镜。它还能提供冥王星表面的高分辨率图像。

Alice 是一台紫外线光谱仪，它正在测定冥王星大气的结构和成分。它还在搜寻冥王星最大卫星卡戎周围的大气，以及柯伊伯带（海王星轨道以外绕太阳旋转的巨大冰冻天体环）中的其他天体。

飞船上最复杂的设备被称为 Ralph。“这是一种非常精密的仪器，具有多种不同的功能，包括热成像，”斯特恩说。Ralph 由八台不同的相机组成——四台彩色相机、三台全色相机和一台成分映射光谱仪。Ralph 正在拍摄数万像素的光谱，类似于 3D 图像，以最终揭示冥王星表面的真实样子及其成分。

神秘的鲸鱼

冥王星的一些最新高分辨率照片是 LORRI 在本月初拍摄的，颜色则来自 Ralph 在任务早期拍摄的数据。这些照片揭示了一条神秘的暗带，它沿着冥王星赤道延伸，被非正式地称为“鲸鱼”。这些暗斑与冥王星其他地方较亮的表面区域形成鲜明对比，引起了新视野号科学家和热切旁观者的好奇心。在这颗矮行星的西端，这片暗带分裂成间距均匀的圆圈，每个圆圈的宽度为数百英里。这些圆圈看起来与太阳系的其他表面构造相似，例如陨石坑或火山，但新视野号科学家在获得更详细的图像之前不会识别这些特征。

也许最令人兴奋的可能性是新视野号将发现围绕冥王星运行的新卫星。冥王星的两颗卫星是在过去四年里才被发现的——2011 年的 Kerberos 和 2012 年的 Styx。冥王星卫星复杂的轨道行为也让科学家们怀疑是否有更多的天体通过它们的引力影响该系统。

“每次我们用更强大的能力观察时，新卫星就会不断出现，所以我们已经习惯了这种趋势，”斯特恩说。“在飞越过程中，我们将看到比哈勃在地球上探测到的要暗淡得多的东西。”

水的可能性

位于太阳系冰冷边缘的冥王星甚至可能有地下海洋。

“我所在领域最大的发现之一是太阳系遍布海洋，”斯特恩解释道。“地球是个怪异的星球，它的海洋位于外面。其他星球的海洋都位于内部，位于一层隔热的冰层之下。”

如果冥王星上有像土星卫星土卫二那样的活跃间歇泉，那么很显然，冥王星表面下隐藏着一片广阔的海洋。但新视野号还可以通过其他更微妙的方式探测到冥王星上的地下海洋。

例如，如果海洋距离地表不远，那里就只有一层薄薄的冰层。如果是这样的话，冥王星本身的形状就会变形几百米，足以被“新视野”号上的仪器探测到。

拉尔夫还将仔细观察冥王星的地形，寻找地下水系统的线索。

“在柔软的地表上很难形成强烈的地貌特征，”斯特恩解释道。“如果冥王星上有海洋，它的所有地形看起来都会像煎饼一样，就像因自身重量而塌陷的东西。我们不会发现大山，而且很多陨石坑看起来会像圆圈而不是碗状。”

如果发现液体，冥王星系统将突然成为寻找外星生命的主要目标。

新视野号的科学家认为冥卫一也可能拥有地下海洋。如果在其中一个或两个天体上发现液体，冥王星系统将突然成为寻找外星生命的首要目标。

斯特恩说：“如果我们有海洋存在的证据，那么生命存在的可能性就会成为人们积极讨论的话题。”

重新上线

新视野号曾一度惊慌失措，因为主计算机发生故障，任务团队与飞船暂时失去联系。在此期间，大约有 30 项科学观测数据丢失。然而，在随后的新闻发布会上，斯特恩表示，这些数据加权后，只占新视野号将收集数据的 1% 左右，最接近时获取的数据才是最有价值的。

新视野号任务正在完成自 1962 年水手 2 号航天器飞过金星时开始的对太阳系的最初侦察。但即使是这一历史性成就也只是真正了解宇宙奥秘的又一小步。

我们能从另一个星球上获取资源吗？我们的星系里，甚至我们的太阳系里，有外星生命吗？我们能指望去太阳系外的行星之外旅行吗？我们不知道，也许我们这一生都无法实现。但新视野号正在为我们带来下一组线索。