科学松鼠会 » “新视野号”远征冥王星(上)

本文作者:把坚果剥跟在后面。

作者:郑永春,湘江候选人提拔会院士,全国青少年举行就职典礼助长协会前进

有史以后快的的太空交通工具、新轮廓线——人类高音的抵达的冥王星被发现的人者,经大概九年的星际游览,于1月15日出现距地约47亿千米的冥王星途径,开端探究冥王星、冥卫、不断地凯珀带里的另任一客体。Kuiver带是太阳系被发现的人的新大陆。,轻蔑的回绝或不承认现时冥王星已被使降级为侏儒相,但它曾经变为数千个小型冻客体的首领。。这些冷冻用的客体在太阳系的冷藏库里能够有很多W。,不相似的八个最普通的的星相和小星相,这项分配的被发现的人将直的时尚咱们对……的确信。。

一说到太阳系,咱们仓促忆起太阳和八个星相。。竟,跟随阵地和挡住通路精密计时器守候能耐的提出,深空探测技术进化,太阳系的边界附近的展开曾经到了奥尔特云超越,距太阳的间隔大概是万亿千米(1光年)。。非但可见客体的数字急剧扩大某人的权力。,天体的典型也源自星相。、小星相和彗星,扩大某人的权力侏儒相的分类。关闭相干人类尤指平静地吐露继续的太阳系,咱们的确信还很不透明。。

2014岁末,大大地电影正传播星际播送。,黑洞、不适当的间隔、议论了相似的虫洞诸如许类的远期动态精密计时器动机。,人类如同要抵达里面的宜居星球。。但竟,星际飞机作品缺席突破性吃。,深空探测只限于天体探测。。

经数周的预备,2015年1月15日,新的轮廓线,候选人提拔会个Kuiver带被发现的人者,将开端它的代表团冥王星。、另任一Kuiver带客体的长间隔守候。2015年7月14日,新轮廓线估计将在今日与冥王星最途径的。。布鲁托的被发现的人者汤普森的偏微商骨灰被带上了新的HO。,也会去现场。。

图1 冥王星倒退从前太阳系的九颗星相

一、太阳系中新大陆的被发现的人

当人类战胜任一新大陆,它常常被你主教权限的眼镜震惊。。而今日,咱们将登陆Kuiver带,这是太阳系说得中肯任一新大陆。 束腰)。

咱们的太阳系由三个次要区域结合。,任一区域是内太阳系。,包罗瞬息万变的、磷光体、地和Mars,高地类地星相,它们都是演奏摇滚乐天体。;第二份食物个区域是外太阳系。,包罗Jupiter、土星运载用以发射导弹的、乌拉诺斯神与水成论者,类木料星相,都是气液巨星相。从太阳到精密计时器单位的间隔(1精密计时器单位是A),小星相带大概有1亿千米。。三区为水成论者以远,Kuiver带,在内侧地包罗约30至50个精密计时器单位。。超越凯珀带,在OORT-CLO中不断地数无数的冷客体云。。

图2 太阳系建筑风格】

图3 Mars和Jupiter轨道暗中的小星相带

需求意味着的是,冥王星和凯珀带的被发现的人是难得的猛力地的。,它是纹章人类探究知的要紧事变经过。。自1846年,此后尼普顿候选人提拔会次被被发现的人,技术家们一向在寻觅新的海内星相(NE除非的星相)。。冥王星单独地地的集中。,它的集中亏短感动水成论者的轨道。,因而根本不克不及够基金天体力学的方法计算冥王星的轨道,弘量的轨道计算后头被作证是不在的。。因不克不及够预测布鲁托会经过哪里,弘量的现实守候也落空了。。

直到1930,任一24岁的农田男孩、洛厄尔精密计时器台最近守候辅助物汤普森,在伤风的亚利桑那州高地上经8个月艰辛的巡天式守候和朝外比对后(搜索会突变的天体是被发现的人新星相的要紧测经过。因而,在不一样时期拍摄的相片暗中需求举行弘量的对照。,被发现的人卖客体,只是变星和彗星常常使烦恼这种对照。,冥王星的高音的被发现的人。这是美国候选人提拔会次被发现的人一颗新星相。,它是意味着着人世技术转变的要紧事变经过。,他来自美国对此试探骄傲。,请称冥王星为美国星相。

1978年,在冥王星途径被发现的人的,它的质心竟落在两个天体超越。,因而这失去嗅迹真的在Pluto。。它们暗中的集中反差严厉地。,因而它不克不及算是哈迪斯。,这是一颗侏儒相。,带冥王星的双侏儒星相系。冥王星和Caron,在太阳系的宽打期限,久一向被以为是太阳系的国界线。,缺席另任一大客体。1987年,当初在麻省理工学院任务的精密计时器学家大卫·朱维特不相信太阳系外围的竟然如许广大的世界。他和当初的细想生的刘丽星,经陆续五年的守候,水果在1992年8月30日被发现的人除冥王星和卡戎外的候选人提拔会个凯珀带天体——直径250千米的小星相15760,半载后,被发现的人了第二份食物个客体(181708)。 1993 FW,这证明了凯珀带的在。。他们在2012年度实现了逸夫一夫精密计时器奖。。现时咱们察觉,凯珀带说出来源离水成论者轨道遥远的的黄道途径。、有弘量上冻小客体用广播的频道传送的波散射的环形区域,这是太阳系说得中肯冷藏。。

冥王星直径2301千米。,它是凯珀带的次要终点。,一向以后都被以为是太阳系九大星相经过。冥王星的轨道是任一难得的平的的长圆。,落叶松约74亿千米。,近日点44亿千米。,距太阳的调和间隔约为59亿千米。,它是离太阳的调和间隔的40倍。,绕太阳转需求248年的时期。。但从大量,冥王星是盘绕太阳旋转的第十大天体。。这是因米高·布朗等三位精密计时器学家2005年7月被发现的人了太阳系中最大的侏儒相、直径2326±12千米。Yanshen的集中是境况地的。,约27%比布鲁托重。。它是太阳的97个精密计时器单位。,转变557年,比Kuiver带更远的太阳系的团圆盘,非凯珀带天体。此外神星,他们还被发现的人了鸟星。。两天后,被发现的人了猪。。像这样,至多冥王星分娩凯珀带中。、鸟神星、怀孕的三颗侏儒相。同年,布鲁托的两颗卫星,尼克斯和水螅也被被发现的人。;2011和2012,Kerberos和Styx接踵被被发现的人。。除此超越,水成论者除非的另任一大大地天体包罗SEDAN。、小星相225088、夸瓦、亡神明亮。

图4 已知分娩水成论者轨道超越的次要天体

图5 冥王星及其三颗卫星。左边的冥王星、冥卫一、Hades II和Hades III,哈勃高空镜子于2006拍摄。】

因水成论者比布鲁托大。,被以为是太阳系说得中肯第十颗星相。在Kuiver带中被发现的人了超越1000个天体。,天体的现实数字能够超越100000个。,冥王星的体积也相反地客体。。设想完全地都被领受为星相,太阳系的星相家族将继续展开。;设想不领受,精密计时器学家必然透明地清晰度星相。。

2006年8月,第二份食物十六届国际精密计时器大会经过的终结5,时尚星相的清晰度:星相盘绕晒太阳旋转。、十足集中的球体、失去嗅迹卫星的天体,必然有能耐赚钱天体中可对照体积的或。轻蔑的回绝或不承认Kuiver带说得中肯这些天体盘绕太阳卖、更大的大量和集中组织球体,它失去嗅迹星相卫星。,只是它缺席能耐赚钱它的轨道区域。,它不克不及高地星相。。星相的清晰度请求得到其集中在全部天体中占主导地位。,它的能耐和赚钱轨道的阶层超越5雄鹿钞票数字级。。布鲁托被使降级为侏儒相。,太阳系说得中肯九颗星相,不下于咱们自幼所察觉的,曾经被重行命名了。。2008年,国际精密计时器联合会再次把布鲁托分类为普洛托尔。。从此,冥王星渐渐使终止在大众景象超越。,现时布鲁托的高级职员名字是小星相134340。。

二、“新天域号”:太阳系新大陆探针

掷硬币决定的旅程,一旦你输掉它,你需求再认为会发生100年。

因布鲁托离太阳和地遥远的。,要探测它需求很长的一段时期。,克制伤风和看不清的的猛力地,因而先前缺席检测到被发现的人者。。

90年头末,NASA曾经功劳了任一高尚的冥王星Kuipress Express的论文。,原定于2004年12月18日开枪,次要终点是探究冥王星。、卡隆和另任一Kuiver带客体。细想与开发展开过多,美国航天局宣告革除该论文。

传达公布,非常精密计时器学家仓促激烈断言。。他们四外游说团。,认为会发生再次开端冥王星探究。美国星相学会甚至发挥了“保存冥王星计划”的突变。惟一剩下的,美国航天局官员水果被争辩了,于2000年12月20日宣告重行情节冥王星计划。他们回绝采取高音的的检测展现。,在全球徘徊内外面的征询新的选点展现。这亦美国航天局在历史中高音的外面的征询意见。。

美国航天局对这项新计划有两项顽固的请求得到:任一是在2015点从前请求得到冥王星。,第二份食物,资产必然少于5亿雄鹿。。这是因冥王星的轨道是长圆形的。,盘绕太阳的过去这样的确定的历史时期的继续了248年。,2015是探究冥王星的最佳时机。。一旦输掉,紧的抵达冥王星的机遇单独地一终身保障之遥。。大概是官员们以为,高空探究工程十五人事栏组成的橄榄球队年,这是大众忍耐的限度。。

从重行评价公报到最新开枪时期,技术家只需求四到五年的时期。。2004-2006是开枪冥王星的惟一剩下的机遇。在时期赛跑中功劳被发现的人者,NASA留给新的冥王星计划的展现设计时期单独地3个月,直到2001年3月19日。终极,东北细想院与霍奇金协作队设计展现,在非常计划中得胜,普通预算是1亿雄鹿。。新展现可以比原PL送还10倍的守候值。。设想它在2006年2月从前开枪,它将确保冥王星在2015夏日抵达。。2001年12月,NASA宣告重启冥王星计划,同样被发现的人者叫做新轮廓线。。

“新天域号”原定美东时期2006年1月17日13时24分在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地第41开枪台开枪,但因阵地直线性强风和许诺该论文的抽水马桶霍普金斯中学应用自然规律的实验课的把持中心忽然停电的理性,推延开枪两倍。直到1月14日十九分之一的,显得阴沉逐步驱散在卡纳维拉尔角半空中。,廉正开枪的岩境况,新轮廓线比预约时期晚了三十分钟。。45分钟后,三等用以发射导弹的使分开。,新轮廓线与地有趣的东西距,飞往Jupiter。

图6 宇宙5号用以发射导弹的开枪了新的轮廓线。

太阳系新人世的文化遗物

在新轮廓线分配的以身作则和开枪中,冥王星也被以为是一颗星相。,作为太阳系中独一缺席被高空探究的星相,新轮廓线支付了要紧的纹章意义。。精密计时器学家继续在凯珀带上举行新的守候,“新天域号”的次要分配从冥王星展开到完整的凯珀带:

冥王星及其五颗已知卫星的近距飞机。轻蔑的回绝或不承认,哈勃高空镜子先前的守候缺席被发现的人冥王星哈文。,只是设想它们太弱,从远方很难找到。。因而,新轮廓线将探测布鲁托设想有一颗未被被发现的人的卫星。,考察布鲁托设想有戒指体系,守候设想有撞击坑或有那么些撞击坑在。,判别凯珀带天体交互影响的几率。

凯珀带中另任一客体的审问。Kuiver带说得中肯天体自开端以后就在了。,太阳系中次要星相组织的剩余,记载太阳系候选人提拔会次组织的历史,帮忙确信太阳系和地性命的开始。设想你不察觉Kuiver带,很难确信太阳系的开始。。关闭太阳系说得中肯同样新大陆,新天域的首座技术家Alan Stern意味着:太阳系的这偏微商有很多隐秘的。。探究冥王星和奎伯带就像是考古开掘。。可以守候到太阳系中星相组织的初始境况。。”

十八般兵器

技术机构是新天域的眼睛。新的轮廓线载着第七重达30公斤的技术机构。。在内侧地,有三种光学器件。。分大概:微小的勘验成像仪(LORRI)、可见红外成像Spectrometer(低空雷达干扰条)、紫外线的成像光谱摄制仪(艾丽丝),零件拍摄可见光、红外和紫外线的图像。另任一四种机构是:太阳风计(掉期)、用广播的频道传送的技术实验机构(搜索)、才能粒子谱仪(PEPSSI)、神学家粉尘自动记录器(SDC),太阳风在冥王星途径和冥王星上的测、气、才能粒子与尘埃。

图7 新轮廓线传得很远的技术机构示意图

(1)可见红外成像Spectrometer(低空雷达干扰条): 拍摄冥王星与Caron的外景形貌,出价高清图像相片,外景自然规律的景象与素材材料身分剖析,绘制立体地图,确信冥王星与Caron的历史。机构分为两段落,一种是多光谱可见光相机(MVIC)。,替代的是红外光谱法(LESA)。,都用6cm镜头,调解集中,搜集镜头。

可见光相机电荷配合者件(CCD),它是最近几年中全部挡住通路被发现的人者的基准装备。。天体经过镜头的图像,经四层抽出器,电荷配合者成像。抽出器普通包罗蓝色,普通应用。、绿、近红外滤清片,用于甲烷守候的抽出器。

红外光谱摄制仪测热辐射线光谱,获取素材材料身分传达。基金哈勃镜子的守候水果,布鲁托的外景是甲烷、氮、脱硫气态流体和冰,在另一方面,Caron次要是由冰由 … 组成的。。当被发现的人者途径它们时,红外光谱摄制仪守候,可以被发现的人更多的另任一质地。

(2)微小的勘验成像仪(LORRI): 有任一向径为公分的镜头。,与CCD成像平等的。,只是缺席抽出器和卖单位。,这种建筑风格比低空雷达干扰条的建筑风格简略得多。。终点是为被发现的人者出价特点的挡住通路传达,即,被发现的人者在飞机说得中肯精密的地位。。经过守候确定的晒太阳,相抵守候材料,被发现的人者在A点上的这样的点的精密的地位和周相,因而,可以对被发现的人者举行把持以有重大意义的地调解其轨道。。当布鲁托飞,微小的遥感成像仪同时拍摄布鲁托外景,分辨系数多多少少相当于基准足球场面积。

(3)紫外线的成像光谱摄制仪(艾丽丝):测由冥王星及卡戎辐射或反照的紫外线的线,获取不一样波长的图像,细想它们的气结合、外景质地的结合和发烧。紫外线的成像光谱摄制仪有两种任务样品:1)气态流体辉光放电检测榜样,当被发现的人者途径并距冥王星时,应用这种样品。,终点是直的测中心人物的紫外线的辐射或反照。,集中的境况下,采取这种任务方法。。2)掩星测样品,被发现的人者在冥王星半空中飞机,进入布鲁托月食的使难以理解,这执意布鲁托遮中心人物的空间。,经过布鲁托气测中心人物,实现冥王星的气身分、浓度和发烧散布。

(4)太阳风计(掉期):它次要用于测冥王星途径的太阳风特点。,布鲁托气逸出质地与出奔率剖析,寻觅冥王星四周的磁层。在机构内幕的有任一低才能细胞质被发现的人者。,测徘徊为3077电子环骑。。

(5)用广播的频道传送的技术实验机构(搜索):当新轮廓线说出来源冥王星的反面时,地上的把持器开端向布鲁托发送用广播的频道传送的波。。鉴于用广播的频道传送的打旗语在穿越冥王星气层时会发生必然的折射、畸变与推延,通过布鲁托气层的用广播的频道传送的波是由高电平接纳的。,用广播的频道传送的技术实验课将对照先前的打旗语特点。,气中气态流体分子结合的剖析、密度、发烧与气建筑风格,高海拔地域布鲁托气发烧和密度做出牺牲以获得。

当被发现的人者途径冥王星时,用广播的频道传送的技术实验课可以切换到辐射探测样品,布鲁托微弱用微波炉加热辐射的直的测,布鲁托朝阳和BAC发烧杂耍的精密的测。

(6)才能粒子谱仪(PEPSSI):该机构由使通电粒子被发现的人者结合。,氢水合氢可以被测。、水合氢、电子荷电粒子的结合与密度。经过检测顶部的中性粒子出奔气,气化学身分的断定。

(7)神学家粉尘自动记录器(SDC):在美国科罗拉多州中学教授的指挥下,它次要用于测星际尘埃粒子对NE的感动。,包罗技巧水平、数字、影响太空交通工具的方向和飞机轨迹。这些粉尘颗粒次要源自CO影响发生的段。。

未完待续,太阳系的高音的机密是什么?Ip的枢要是什么?。

境况

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