柯依伯带内，我们的认识又愈加深刻
美国宇航局的新视野号冥王星宇宙飞船仍在探索，距离太阳50个天文单位
新视野号能够继续探索冥王星的奇异环境直到21世纪30年代末。
冥王星著名的“心脏”，这是2015年NASA新视野号宇宙飞船飞掠这颗矮行星时看到的。
（图片来源:NASA/约翰霍普金斯大学应用物理实验室/西南研究所）
“新视野号”即将到达一些非常稀薄的空间，但不要指望NASA的探测器会满足于它现有的可观成就。
新视野号将行至距离太阳50个天文单位的地方，在飞行历史上只有四个探测器到达过这样的距离。（一个天文单位指地球-太阳的平均距离----大约9300万英里，或1。5亿公里。）
这一里程碑是庆祝和赞赏新视野号完成史诗般任务的契机。2015年7月，“新视野号”让人类第一次近距离观察冥王星，三年半后，它又飞临了一个更遥远的星体Arrokoth（寓意天空）。
目的地冥王星：NASA新视野号任务图片。
“当我从每天的计划、管理、数据分析和预算等所有事情的喧嚣中停下来，想想我们作为一个团队所取得的成就时，真的很鼓舞人心。” 新视野号首席研究员艾伦·斯特恩表示: “有时候我真想掐自己一下。”
但我们有充足的理由回顾过去以及展望未来，因为新视野号所能做的远不止此。即使它在太空中穿梭了十五年，这个探测器仍保持着良好的状态，斯特恩说，它可以在未来多年继续研究它的奇异环境。
“我们有维持到21世纪30年代末的电力和燃料，” 斯特恩在科罗拉多州博尔德市的西南研究所工作，他说，“所以，从工程的角度来看，我们已经完成了一半的任务。”
新视野号的动力由放射性同位素热电发生器（RTG），它能从钚-238的放射物质中获得热量并以此产生电力。RTG也为NASA的大多数其他深空探测器提供了动力，包括在新视野号之前跨越50天文单位阈值的四个探测器——开拓者10号、开拓者11号、旅行者1号和旅行者2号。
开拓者10号和11号在多年前就停止了工作，但两艘旅行者号在发射40多年后仍然活跃在太空。两者都在探索星际空间:旅行者1号目前距离地球约152个天文单位，旅行者2号距离我们近127个天文单位。
美国宇航局的新视野号探测器在飞越柯伊伯带时看到的小天体Arrokoth。（图片来源:美国宇航局/约翰·霍普金斯大学应用物理实验室/西南研究所/罗曼·特卡琴科）
一段非常漫长的旅程
新视野号的旅程已经进行了30年，充满了波折。斯特恩和他的同事在20世纪80年代末开始开发冥王星项目，但这项耗资7。2亿美元的任务直到21世纪初才获得官方批准。（想了解更多关于该任务曲折历史的信息，请阅读斯特恩和行星科学家大卫·格林斯彭2018年的著作《追逐新视野号》。）
“新视野号”于2006年1月发射，任务是首次飞越冥王星。自从1930年克莱德·汤博发现这颗遥远的矮行星以来，它一直很神秘，即使在美国宇航局的哈勃太空望远镜所能捕捉到的最好的照片中，它也只是一个模糊的斑点。
2015年7月14日，“新视野号”完成了它备受期待的飞掠，在距离冥王星寒冷表面7800英里（12550公里）的范围内飞掠。探测器在这次近距离接触中所做的观察将冥王星从一个模糊的斑点变成了一个真实的地方——而且是一个令人惊叹的多样和有趣的地方，有高耸的水冰山脉，奇怪的“叶片状地形”和一个巨大的氮冰平原，构成了现在著名的“心脏”的一个叶。
在飞掠过后，“新视野号”继续收集它周围的数据，那是海王星轨道外的一圈宽阔、寒冷的天体，被称为柯伊伯带。该探测器研究了它的环境，从远处观察了一些柯伊伯带天体（KBO），并进行了第二次近距离飞越，这次是一个小型柯依伯带天体。
在新年那天的相遇中，新视野号在距离Arrokoth仅2200英里（3540公里）的地方进行了快速飞近，当时Arrokoth距离冥王星轨道约10亿英里（16亿公里）。这次近距离接触的结果，是探测器正在进行的扩展任务的核心，可能比冥王星的数据更令人惊讶：22英里宽（36公里）的Arrokoth看起来像一个扁平的、带红色的太空雪人，有两个不同的裂片。
“新视野号”的观测显示，Arrokoth是一个原始的天体，是太阳系早期遗留下来的行星构件。任务小组成员说，它的两个叶瓣曾经可能是不同的物体，后来以温和的方式合并在一起。
斯特恩说:“我们的两个主要目标的结果都是科学奇观——这两个目标都超出了我们最狂野的预期。”
寻找三号飞掠目标
新视野号团队已经开始沿着飞船航路寻找另外的柯依伯带天体，这借助于如同夏威夷斯巴鲁望远镜这样强力的器材所拍到的照片。斯特恩强调，考虑到柯依伯带天体的稀少，第三次飞掠机会将很渺茫，但他和他的同事正在尽可能地提高几率。
例如，任务团队成员卡维拉斯和韦斯·帕特里克最近开始应用机器学习技术来寻找柯依伯带天体，无论是从远处还是近距离。
当两人“通过他们的新软件工具重新运行搜索数据时，它不仅工作速度快了100倍，而且还发现了几十个人类搜索者在搜索图像中没有发现的新柯依伯带天体！”斯特恩在上个月的任务更新中写道。“今年晚些时候，我们将再次利用这个重要的新工具，明年和之后也是如此。”
即使没有合适的飞越目标出现，新视野号在未来的几个月和几年里也有很多事情要做。斯特恩说，到目前为止，该探测器已经从远处观察了近30个柯依伯带天体，如果一切按计划进行，下个月还将研究另外3个柯依伯带天体。
活动将是“墙里另一块砖就是建立一个统计相关的柯依伯带天体集合，我们研究的方式只有在柯伊伯带才能做到，要么通过近距离观测，要么通过我们观察它们的不同角度。” 斯特恩说，“我们正在建立这个数据库。这是一个遗产。”
新视野号还会做其他工作。例如，它将继续收集天王星和海王星的数据，并继续对其柯伊伯带环境进行勘测，迄今为止，很少有探测器探索过这个领域。而且，如果新视野号保持健康状态，NASA继续批准延长任务，它将向科学家们介绍柯伊伯带以外的领域。据认为，柯伊伯带的外缘距离太阳约70个天文单位。
斯特恩说，新视野号将在21世纪20年代末到达这一边界。到21世纪30年代末，该航天器的能量耗尽时，它可能能够到达100天文单位左右，进一步巩固它在探索历史上的地位。
“我们说过，我们将建造一艘可以飞越太阳系、探索新世界的航天器。” 斯特恩说，“我们做到了，我们仍然在这样做。但当我说出这些话时，它们听起来像科幻情节，但它们不是。”
BY:Mike Wall
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选文：天文志愿文章组-
翻译：天文志愿文章组-鲨鱼辣椒
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排版：天文志愿文章组-零度星系
美观：天文志愿文章组-
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自：https://www.space.com/new-horizons-50-astronomical-units-milestone
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