科普｜《逐梦冥王星》：NASA首席研究员亲自讲述，将“新视野号”送往宇宙深处的故事

NASA首席研究员艾伦·斯特恩亲自讲述，将“新视野号”送往50亿公里外宇宙深处的故事。

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精华笔记 

《逐梦冥王星》这本书是由“新视野号”的项目负责人、美国行星科学家艾伦·斯特恩携手美国天体生物学家大卫·格林斯彭合著完成。作者以项目内部人士的视角，揭秘新视野号的构想、研制以及造访冥王星的完整历程，详细讲述了新视野号探测器的冥王星探索之旅，同时也是新视野号团队的冥王星逐梦之旅。

冥王星的发现历程

在18世纪以前，随着“日心说”被广泛认知，那时的人们认为土星是太阳系的边缘。直到1781年，英国天文学家威廉·赫歇耳发现了天王星，1846年，柏林天文台台长加勒观测到海王星。发现海王星后，人们不禁期待，太阳系中会不会还有更多的行星等待我们去发现呢？

半个世纪后，美国天文学家帕西瓦尔·罗威尔通过对观测数据的计算，发现在海王星轨道之外，还有一颗尚未被发现的“X行星”，然而不幸的是，罗威尔在1916年辞世时仍未能观测到X行星。美国天文学家克莱德·汤博用一台口径33厘米的望远镜和一台闪视比较镜对观测结果进行观察和计算，终于在1930年2月18日成功捕捉到了罗威尔预测的X行星，并命名为“冥王星”。冥王星的命名十分巧妙，“冥王”寓意着遥远的黑暗之中，不仅符合九大行星都以希腊诸神的名字命名的传统，而且它的英文为Pluto，前两个字母PL，也是帕西瓦尔·罗威尔的缩写，借此纪念罗威尔天文台的创始人和赞助人帕西瓦尔·罗威尔。

冥王星被发现后，天文学家对它的研究并没有就此止步，他们不断对冥王星进行深入观测和研究。1978年，美国海军天文台的天文学家詹姆斯·克里斯蒂发现冥王星的卫星“卡戎”和冥王星会出现反复的相互遮蔽的掩星现象。独特的掩星现象再次改写了人类对行星的认知，让冥王星成为万众瞩目的焦点。

上世纪90年代，科学家在海王星轨道以外的广阔区域——柯伊伯带，发现数千个天体，其中的小天体都是由原始星云形成的，这对于研究宇宙大爆炸、太阳系的形成和演变具有重大的科研意义。

新视野号项目诞生

1989年，旅行者2号探测器造访海王星后，冥王星成为了当时唯一一个还没有被任何太空船造访过的行星。

艾伦从小就对科学、太空探索和天文学有着浓厚的兴趣，艾伦在德克萨斯大学分别取得了航空航天工程专业的学士学位，和行星大气专业的硕士学位。1987年，艾伦进入科罗拉多大学攻读天体物理学博士学位，并且开始琢磨向冥王星发射探测器的可能性。艾伦清楚的意识到，启动这样一项任务，必须要得到NASA和科学界的广泛支持。

艾伦首先从获取行星科学家的支持着手。艾伦向众多行星科学家都会活跃出席的美国地球物理学会AGU组委会提议，在1989年5月巴尔的摩举办的春季会议上，组织一次关于冥王星的新发现和新见解的技术讨论，这个提议被组委会采纳。许多行星科学家参与会议，并且带来了几十场精彩的演讲，也吸引了数百位其他领域的科学家出席会议，获得了广泛好评。

通过这次会议，艾伦联合了来自英国和美国的行星科学家、天文学家和物理学家，一共14位志同道合的科学家组成核心小组，他们称自己为“冥王星地下党”，正式向探索冥王星的任务发起挑战。

1990年，在科学家和大众的呼吁下，NASA批准了对冥王星任务的第一次正式研讨，并在随后几年间诞生了“冥王星350”、“冥王星直通车”、“冥王星-柯伊伯快线”、“新视野号”等多个竞争方案。

新视野号项目由艾伦和霍普金斯大学应用物理实验室主导，联合其他几个美国机构的团队共同设计，这个提案在许多方面都展现出它的优越性。新视野号的核心亮点是在符合NASA制定的观测要求的基础上，装备更多额外的仪器，为科研项目增加了新的内容，以获得多领域科学家的支持。

最终新视野号方案以优异的成本控制、项目规划和设备稳定性，从众多优秀的竞争方案中脱颖而出，在2001年11月29日被NASA选中。此时，新视野号团队所面临的挑战才刚刚开始。

新视野号的准备工作

新视野号的亮点在于它装备的仪器，都是团队在已有的设计上改进而来，它们的优越性能在之前的太空活动中已经得到过证实。改进后的科学仪器具备更高效的数据收集能力和更高的灵敏度。

新视野号团队还提出了几项任务创新：

首先，新视野号会利用木星的引力助推，可以减少4年左右的飞行时间，降低成本消耗，也将降低探测器在飞行过程中出现故障的概率；

其次，新视野号能够在飞行期间同时运行5个仪器，并引用最新的固态闪存技术，保证在接近冥王星的有限时间内，完成尽可能多的科研任务；

最后，为了满足成本要求，新视野号探测器创新性地引入“休眠模式”，新视野号在木星和冥王星之间飞行的数年中，大部分时间系统都是关闭状态，只保留极少的通信和导航功能。这一创举不但可以节约能耗，减少核动力电池的重量和体积，同时也极大的降低了运行维护的人力成本。

2006年1月19日，新视野号乘坐着宇宙神5号火箭，在肯尼迪发射基地顺利升空，新视野号开启了它的长途旅行，将飞往冥王星，然后继续探索更加遥远和广阔的世界，完成人类对太阳系九大行星里程碑式的探索！

新视野号飞掠冥王星的过程

新视野号打破了有史以来最快发射速度的记录，它的飞行速度比飞机快将近60倍，达64000公里/小时；前期详细的规划基础上，在飞控团队的努力下，2007年2月28日，新视野号成功抵达预设的木星附近区域，借助木星引力的助推，飞往冥王星。

在新视野号飞掠木星之后，就要采取“休眠模式”来节约能耗。为了尽可能的降低飞掠过程中出现问题的概率，新视野号团队展开了多场演习和排练，涉及飞掠过程中的方方面面，并根据新视野号可能出现的问题作出预案。2013年7月5日，新视野号团队举行了一场最为关键的为期9天的实战演习，完全模拟飞掠冥王星时的所有环境和任务，地球接收来自新视野号的信息会有时间延迟，在演习中，这个延迟时间也与2015年真正飞掠期间保持完全一致，以保证飞掠冥王星任务的万无一失。

2015年7月14日上午7时49分50秒，新视野号到达了离冥王星最近的位置，探测器上的仪器紧锣密鼓地获取数据，在有限的时间里完成对冥王星及其5颗卫星的探测任务。飞掠当晚，时任NASA局长查尔斯·博尔登激动地对媒体宣布：“我们已经造访了太阳系中所有的行星！”

新视野号探测器进入核心交会期后，回传了大量的冥王星的照片，让冥王星的模样变得越来越清晰。在新视野号飞掠的半球上有一片最明显、最宽广的区域，北部呈两瓣状，南部呈尖锐的锥形，整体呈心形。NASA发布新闻稿，宣称“冥王星有一颗心”，消息立即引爆全球各大媒体，吸引全球近20亿人的关注，“冥王星之心”的表情包、卡通、T恤、冰箱贴等快速充满了我们的生活，全世界都在与冥王星“心心相印”。

通过对这些探测数据的分析和计算，科学团队对冥王星的地理区域、地质构造、大气成分等有了更充分的认知，冥王星有类似地球参差不齐的山脉、广阔的平原和变幻的季节。

离开冥王星之后，新视野号并未停下自己的脚步，NASA批准新视野号继续执行一项为期五年的后续任务——飞掠柯伊伯带中一个名为“天涯海角”的小行星。新视野号于2019年1月1日成功飞掠这一距离地球64亿公里的小行星，搜集到的数据可以帮助我们去了解宇宙的过去，推测物质的演化过程，了解生命起源之谜。在飞掠“天涯海角”之后，新视野号继续飞往冥王星轨道的最远处，持续监测太空中的带电粒子和尘埃。

书名：《逐梦冥王星——新视野号的史诗冒险》

作者：艾伦·斯特恩  大卫·格林斯彭

主讲人：深蓝

主播：刘波林

策划编辑：陈聪明

总编辑：徐苑