随着今年1月18日“新视野”探测器的发射升空,美国航空航天局(NASA“)新视野”项目首席科学家艾伦 · 斯特恩(Alan Stern)将面临长时间沉闷的等待之中。“新视野”探测器将比历史上任何空间探测器旅行更远、经历时间更长才能到达目标——冥王星。
“新视野”升空后以9小时旅程通过月球轨道,然后向预定的轨道飞去。为保证对冥王星探测计划的顺利实施,今年一年内,“新视野”探测器在轨运行中的主要工作是完善和校验各类仪器,包括安装在探测器外部的4台用于校准轨道方向的推进器。
2007年初,当“新视野”接近木星时将顺便观察木星的气象、极光和磁场等,并借助木星的引力作用,使“新视野”航速提升至每小时9000英里。
离开木星后,“新视野”将进入8年漫长的宇宙航行旅途。此时,它将大部分电子设备关闭,使仪器进入休眠状态,但其天线仍指向地球,每周发回一次电讯,使地面人员了解“新视野”的运行状况。
到2015年“新视野”快接近冥王星时(它将有8个星期的时间悄悄地靠近冥王星)。当“新视野”进入相距冥王星6000英里范围、视野186英里宽时,是执行此次使命中最细节的部分,此时能看到冥王星表面100英尺(含30米)大小的物体,时间只有短短的30分钟。然后在近一个月对冥王星考察的时间里,大部分的科学考察项目如同马拉松赛似的在24小时内完成。
斯特恩认为,届时“新视野”在冥王星上的新发现,将增进人类对太阳系其他星球早期演化历史的了解。他说:“冥王星基本上是一颗早产的行星,或是行星的胚胎。”科学家们联想到几十亿年前太阳曾“烧”去了地球的早期大气,现在是否正以同样方式“烧”去冥王星的大气。如果事实如此,通过观察冥王星可了解到行星上的化学物质是如何随时间而改变的,特别是随地球演变至今的与生命友好的物质的组成。而冥王星是唯一保存这一过程记录的行星。斯特恩说:“发现冥王星,就如同获得了一枚恐龙蛋。”关于冥王星成因,一种学说认为:冥王星是缘由木星和海王星之间的引力拖拉作用,被从内太阳系中抛射出去的。另一种可能性是,柯伊伯带的天体正在形成足够质量的行星,却由于某种不明原因停止生长了。届时对冥王星和其卫星渡神星[(charon),charon是古希腊神话中在styx河上超渡亡灵赴冥府的神——译注]的拍摄和扫描,将显示其表面受到撞击的痕迹,而清晰的图像将能解释许多伴随形成该星球的“乒乓球”动力学的成因。斯特恩说:“在行星科学上,为了解柯伊伯带设计的这套实验方法,再也没有比摄取实像更好的了。”已有10年之久的热门话题是:冥王星和其卫星渡神星是如何形成的?渡神星发现于1978年,其大小几乎为冥王星的一半,是太阳系中就行星本身而言的最大的卫星。由于如此之大,天文学家曾一度视它们为双星(2005年夏,斯特恩和“新视野”设计师哈尔 · 韦弗(Hal Weaver)又发现2颗绕冥王星运行的小卫星)。根据斯特恩的理论,他认为这3颗卫星的形成是同一时间的一次事件的结果,最可能是与另一天体发生猛烈撞击所致。而对于月亮的成因,目前大部分研究人员也倾向于上述方式产生的。但是他们的观点主要依据计算机的模拟。斯特恩说:“我们现在真正需要了解的是碰撞产生的整个物理过程。”当“新视野”探测器飞过了冥王星之后,再过2~3年将进入柯伊伯带,探测器届时有足够的燃料和动力继续访问柯伊伯带的其他天体。进入柯伊伯带后,斯特恩希望“新视野”探测器至少再访问其中的2个天体。虽然这需要他和同伴搜集更多数据,才能确定下一步的访问目标。但柯伊伯带包含有10万颗直径大于50英里的天体,所以寻找其中的2颗应该不成问题。
对柯伊伯带几个样板天体进行就近观察,并与冥王星比较,就能填充许多知识上的空白点。例如,每个天体如何发展为截然不同的外表和组成?斯特恩想对以往激励自己的一些问题中寻找答案:冥王星和柯伊伯带的其他天体是否都是过度生长的彗星,它们是否由同一物质构成?“新视野”探测器将穿过柯伊伯带继续前进。预计到2050年进入更大和更神秘的奥尔特云系(这是一群休眠状态的彗星,一直伸展到无限的空间),直到再也不能向地球发回无线电信息为至。斯特恩说:“当我看着发射前的“新视野”时,我想,这个“孩子”的寿命比谁都长,不管是你和我,包括所有的公民,以及埃及的金字塔,都没有它的寿命长,它可以比过巍巍的洛基山,它会经历几百万年存活下去. . . . . . ”