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本文首发于微信公众号“科研圈”(ID:keyanquan),即将刊载于《科学美国人》中文版《环球科学》2015年8月号,经授权发表,未经许可请勿转载。


“新视野”号拍摄的冥王星照片,其表面清晰可见的心形图案带给我们特别的惊喜。图片来源:NASA

编者按
北京时间2015年7月14日19点49分,美国“新视野号”探测器到达最接近冥王星的位置,完成有史以来距冥王星最近的一次飞掠探测。人类得以一睹冥王星真容。半个世纪前,在人类首个行星际探索计划的框架下,美国航空航天局(NASA)启动了第一个太阳系探索计划,“新视野”号的此次飞掠,将为这一计划画上句号。为让大家能够深入了解此次冥王星探索任务,《科学美国人》采访了“新视野”号项目首席科学家、行星学家艾伦·斯特恩(Alan Stern)。《赛先生》刊发采访摘要,以飨读者。

采访 | 李·比林斯(Lee Billings)
       翻译 | 梁锘

9年前,当“新视野”号(New Horizons)探测器驶向冥王星(Pluto)时,那个由寒冰和岩石构成的星球,尚是太阳系行星中的一员。在历经50亿千米的航行后,这艘史上飞行速度最快的宇宙飞船终于到达它的目的地。

“新视野”号拓展了人类探索太空的边界,掠过现已归入矮行星行列的冥王星。半个世纪前,在人类首个行星际探索计划的框架下,美国航空航天局(NASA)启动了第一个太阳系探索计划,“新视野”号的此次飞掠,将为这一计划画上句号。“新视野”号探测器拍摄了许多史无前例的照片,已经确认冥王星的北极存在一个冰盖。当“新视野”号飞掠冥王星,两者间的距离仅有125 000千米,飞船的摄像头、光谱仪和传感器会对星体的表面和大气进行细致地观测。

无数人为“新视野号”的此次历史性的探测期盼已久,为了让大家更深入地了解此次探索任务的更多信息,《科学美国人》采访了“新视野”号项目首席科学家、行星学家艾伦·斯特恩(Alan Stern)。下面是这次采访的摘要。


艾伦·斯特恩(Alan Stern),NASA“新视野”号冥王星探索计划首席科学家。

《科学美国人》:人们普遍将冥王星看做一颗没什么动静的巨大雪球,为什么要派探测器去探访它呢?

斯特恩:就我们目前所知,冥王星是一个充满活力的世界。我们观测到冥王星的亮度会发生变化,而这也许是由积雪运动引起的。冥王星的表面压力自上世纪80年代以来增加了3倍。此外,冥王星的温度也在变化——虽然尽管我们还不完全清楚它的变化模式。

我们还知道,冥王星拥有一个庞大的卫星系统,包括最大的冥卫一“卡戎”(Charon),以及至少4颗其他小卫星——冥卫二“尼克斯”(Nix)、冥卫三“许德拉”(Hydra)、冥卫四“科波若斯”(Kerberos),以及冥卫五“斯提克斯”(Styx)。我们对那些较小的卫星了解甚少,但是卡戎表面覆盖的晶体冰以及氨基水合物,也许是近期从它内部涌出的物质形成的。因此,卡戎上可能存在间歇泉。我们还推测,冥王星和卡戎共享同一个大气层。一些研究人员预测,它们中至少有一个存在或者曾经存在过地下海洋。如果能近距离进行研究,我们就能获取更多的信息。

我喜欢把冥王星和卡戎比喻为圣诞树下的礼物:我们从地球上观测它们时,只能用眼睛揣摩这些包装精美的礼物盒子是轻是重,抑或它们有没有在盒子里轻微地晃动。这虽然很有趣,但仅凭遥远的观测,我们无法知道盒子里装的是什么。在苦苦等待了26年后,我们终于能拆开礼盒了——7月是今年的圣诞节!

《科学美国人》:你期待在这个“盒子”里发现什么惊喜呢?

斯特恩:很难说。这不仅是因为从未有探测器接近过冥王星,我们甚至从未有探测器近距离观测过类似的星球。早在1989年“旅行者”2号(Voyager 2)掠过海王星(Neptune)后,我们就开始规划此次探索任务了。

那时几乎没有人知道柯伊伯带(Kuiper belt)的存在。柯依伯带非常辽阔,聚集了众多的小型星体,有些行星还非常奇特,彼此千差万别。“新视野”号此行的目的不仅仅是造访冥王星,它还将探索整个柯伊伯带。不论它发现什么,都将成为行星际探索的里程碑——“新视野”号将重新定义人类对太阳系的探索边界,这是人类探索太阳系的巅峰时刻。


“新视野”号 图片来源:www.scinexx.de

《科学美国人》:“新视野”号掠过冥王星后的下一个使命是什么?

斯特恩:我们为“新视野”号选择了两个直径约为50千米的小型星体,探测器或许能在2019年造访它们。它们分别位于冥王星大约十英里之外的两个方向,所以我们必须从中选出一个作为目标。它们都是柯伊伯带中古老的原始行星,我们终于可以近距离地观测它们了!明年,我们准备撰写一份扩展行动方案,希望能说服NASA,批准“新视野”号去探访其中一个星体。这个航天器状态很好,完成这个使命之后,它也许还能运行到21世纪30年代的中后期。

《科学美国人》:我们还会发射另一个探测器,去观测冥王星或柯伊伯带吗?

斯特恩:目前还没有任何航天局有类似的计划,我们或许再也不会重复这样的事情。事实上,是否还要发射探测器去观测冥王星或柯伊伯带,取决于“新视野”号发现了什么,以及这些发现是否会改变行星科学研究的优先级划分。如果冥王星系统足够吸引人的话,我们也许就能看到后续的探测计划。这个问题留到6个月后回答或许更为合适。

(本文原载于微信公众号“科研圈”(ID:keyanquan),标题《专访冥王星飞掠计划首席科学家:见证人类探索太阳系的巅峰时刻》,略有修订。)


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