新視野號傳回“天涯海角”首張照片:外觀似啞鈴
2019年01月02日09:11
  NASA在2號淩晨發佈的第一張回傳圖像,顯示“天涯海角”的啞鈴狀外觀,右側是對其外觀構建的模型,標示出了自轉軸和自轉方向 來源:NASA/JHUAPL/SwRI
  NASA在2號淩晨發佈的第一張回傳圖像,顯示“天涯海角”的啞鈴狀外觀,右側是對其外觀構建的模型,標示出了自轉軸和自轉方向 來源:NASA/JHUAPL/SwRI

  新浪科技訊 1月2日消息,2019年1月1日,元旦當天,北京時間13:33,美國宇航局“新視野號”探測器再創歷史,成功飛掠柯伊伯帶小天體“天涯海角”,這是人類歷史上最遙遠的一次飛掠探測行動。

  根據美國宇航局在北京時間1月2日淩晨發佈會上最新公佈的消息,美國宇航局的“新視野號”探測器(New Horizons)已經於北京時間元旦當天13:33成功飛掠柯伊伯帶小天體“天涯海角”(Ultima Thule),並且探測器拍攝的圖像已經開始回傳。

  這是一次發生在64億公里之外的探測行動,連光速傳播的信號單程都要走上6個多小時,這次壯舉也成為了人類探測器迄今為止到訪的最遙遠的一顆天體,2019年的這個元旦,將因為這件事而載入史冊。

  美國宇航局局長吉姆·布里登斯坦(Jim Bridenstine)專門發表了賀詞,他在賀詞中說道:“在此祝賀美國宇航局新視野探測器項目組,約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室以及美國宇航局西南研究所,你們再次創造了歷史。你們是最早探測冥王星的團隊,今天你們又成為飛掠迄今最遙遠天體的團隊。”

  美國東部時間1月1日10:29,北京時間23:29,幾乎剛好是“新視野號”探測器抵達距離“天涯海角”最近處之後大約10個小時,約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室(APL)接收到的信號顯示,“新視野號”確認已經成功完成飛掠任務,並記錄到大量科學數據。

  “新視野號”探測器項目的首席科學家,美國宇航局西南研究所的行星科學家阿蘭·斯特恩(Alan Stern)表示:“新視野號今天完全按計劃完成了任務,實現了人類里上最遙遠的一次飛掠探測,距離太陽超過65億公里!目前數據情況良好,我們已經獲得了‘天涯海角星’的近距離圖像,從此之後,隨著更多數據回傳,圖像質量將會越來越好!”

  最先被傳回地球的圖像拍攝時,“新視野號”探測器仍在快速接近“天涯海角”過程中,儘管仍然不甚清晰,但已經可以讓我們大致看清了這顆小天體的外形,以及自轉軸大體情況。目前看來,這是一顆長條形,兩瓣狀的小天體,長軸長度大約32公里,短軸長度大約16公里。但還有一種可能是:這是兩顆小天體在相互繞轉,只是靠的非常近而難以區分。

  但不管如何,這第一張圖像已經幫助我們解決了一大困惑:此前在掩星觀測時,科學家們得出結論:“天涯海角”星具有不規則外觀,並非圓球形;但是“新視野號”探測器此前取得的亮度數據卻顯示,這顆小天體的亮度相當均勻,並未出現明顯的亮度變化。這樣兩種結論就出現矛盾了:一般情況下,不規則外形的小天體隨著自轉會出現亮度的明顯變化,可是“新視野號”探測器的實測數據並不支援這一點。

  現在我們知道,這顆小天體外觀的確不規則,地面掩星觀測團隊的結論正確;並且極為巧合的是,這顆小天體的自轉軸竟然幾乎就正對著“新視野號”的前進方向,於是在“新視野號”的視角看過去,亮度當然就幾乎沒有變化了!不過目前項目組還尚未準確測定“天涯海角”的自轉週期是多少。

  按照程式設定,“新視野號”會在最關鍵的幾個小時里獲取大量圖像和其他探測數據,總數據量可以達到幾個GB。

  柯伊伯帶是一個位於太陽系海王星軌道外側的冰凍小天體帶,而“天涯海角”星就是其中一顆這樣的小天體,其距離遠遠超過“新視野號”在2015年訪問過的冥王星,要知道,在飛越冥王星之後,“新視野號”探測器又繼續飛行了3年多,穿越了16億公里的路程,此時它距離地球已經超過64億公里了!、

動圖:2014年被發現時的“天涯海角”星  來源:NASA
動圖:2014年被發現時的“天涯海角”星 來源:NASA

  在柯伊伯帶,除了“天涯海角”星之外,還存在著至少數以十萬計的類似小天體,這些小天體自從誕生以來就一直安安靜靜運行在太陽系邊緣的幽暗之中,幾乎沒有大的變化,因此它們就像是太陽系里冰凍的“時間膠囊”,將幫助我們一窺46億年前太陽系初生時的模樣。

  用“新視野號”項目科學家海爾·韋弗(Hal Weaver)的話說,這顆小小的冰凍天體將成為人類探測器造訪過的最原始的星球,它是太陽系的化石。

  此次飛掠“天涯海角”的行動和2015年7月飛掠冥王星時不同,這一次不會有逐漸接近,畫面逐漸清晰的系列照片。“天涯海角”星太小了,在“新視野號”拍攝的圖像中,它將一直是一個亮點而已,直到最後幾小時內,突然變成一個真正切切的外星世界。

  不過,相比2015年飛越冥王星時,“新視野號”飛船與冥王星地表之間的最近距離大約1.25萬公里,而此次飛掠,“新視野號”與“天涯海角星”之間的最近距離將只有3500公里左右,這就意味著最終我們拍攝到的圖像解像度將非常高。測算顯示,這顆星球地表上直徑超過33米的物體理論上都將可以被拍攝到。

  由於“新視野號”必須轉動自身以將相機對準拍攝對象,它在飛掠並採集數據的同時做不到將天線同時對準地球。這一點在2015年飛掠冥王星時也是一樣的情況。因此,在採集數據的同時,太陽系邊緣黑暗中飛行的“新視野號”對於地球來說是沉默的。地球上的控製人員們必須耐心等待,在它採集完數據之後調轉天線,開始回傳存儲的數據。

  基本上,NASA所有的深空探測任務的數據傳輸和接收都要仰賴所謂的“深空網”(DSN)。NASA在美國加州,澳州和西班牙,三個彼此之間經度間隔大約120度的位置上建設了三台70米口徑大型天線,用於與太空深處的探測器進行通訊。

  按照程式,格林尼治時間1月1日15:28,即北京時間23:28,新視野號的回傳數據陸續開始抵達地球,第一張抵達的圖像,就是本文開頭的那張,之後的時間里,數據會持續回傳。

  但請記住,這次飛掠行動是在距離地球64億公里之外的深空之中發生的,在這樣的距離上,從地球上發出的指令以光速傳播,將需要6小時8分鍾才能抵達新視野號,而反過來,新視野號上的數據回傳,在發出後,也要這麼久,地球上的天線才能開始接收到,而且傳輸的速率將非常低——大約每秒1000比特,還不到1kb。

  在這樣的龜速下,按照估算,要把此次飛掠過程中採集的數據全部傳輸完成,將要等到2020年9月份——真是夠久的!(晨風)

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