▲图为新视野号飞往冥王星的艺术效果图。除署名外图片均来自NASA Nine and a half years and three billion miles later,NASA's New Horizons spacecraft will zoom past Pluto on Tuesday. And mission managers areconfident that they have aimed precisely enough that the spacecraft, traveling 31,000 milesan hour, will pass through a rectangle just 60 miles by 90 miles at its closest approach toPluto. 经过九年半、30亿英里(约合48亿公里)的飞行,NASA的“新视野号”(New Horizons)探测器在周二掠过冥王星。此次探测任务的管理人员相信,他们已经瞄准得足够精确,时速3.1万英里的探测器将在飞经一个90英里长、60英里宽的矩形区域时,与冥王星的距离达到最近。 In terms of accuracy, that's like driving from New York to San Francisco and ending up withinfive feet of the parking spot you had selected before setting out. 就准确度而言,这就像是开车从纽约去旧金山,最终抵达的地点离出发前选定的停车位误差不到5英尺。 A computer program calculated the necessary trajectory, including a swing by Jupiter to pickup velocity. That process is essentially unchanged from decades ago, when the Pioneer andVoyager probes similarly navigated to the outer solar system. 一个电脑程序计算了必要的飞行轨迹,包括借助木星引力获得加速度。这个过程和数十年前以类似方式探索外太阳系的“先驱者号”(Pioneer)和“旅行者号”(Voyager)探测器基本一样。 The essential equation is simply F=ma, Newton's Second Law, where F is the sum of all theforces. 基本公式就是牛顿第二定律F=ma,F指各种力的总和。 Nonetheless, the details matter. 'We used to lob spacecraft at the moon and miss,' said MarkHoldridge, the mission manager for the Pluto encounter. 'It's very easy to make a mistake.' 然而,细节很重要。“我们过去向月球发射过探测器,但发生了偏离,”冥王星探测任务负责人马克·霍尔德里奇(Mark Holdridge)说。“非常容易出错。” The calculations have to factor in the gravitational tug of the sun and the planets. The tinythrusters that spin New Horizons around also knock it off course slightly. Even the heat fromthe chunk of plutonium that acts as the spacecraft's battery produces a smidgen of thrust, andso does the small pressure of sunlight hitting the spacecraft. All must be taken into account. 计算得把太阳和各行星的引力作用考虑进去。小型推进器在让“新视野号”旋转的同时,也导致其稍稍偏离航向。就连充当探测器电池的那一大块钚散发的热量,也产生了少量的推力。照射到探测器上的太阳光产生的少量压力也一样。所有因素都必须考虑进去。 Two teams of navigators do the calculations independently and then compare and reconciletheir answers. That avoids mistakes like the one in 1999 when a mix-up between metric andimperial units pushed NASA's Mars Climate Orbiter slightly off course. It dipped too far intothe atmosphere as it was entering orbit and was torn apart. 两个导航团队独立计算,然后对结果进行对比和校准。这么做会避免出现1999年那样的错误。当时,公制单位和英制单位混淆导致NASA的火星气候轨道器(Mars Climate Orbiter)稍稍偏离航向。进入轨道时,该轨道器进入大气层太多,最终被撕碎。 The calculations are not perfect, so New Horizons has also fired its thrusters nine times duringthe nine and a half years for small course corrections, most recently two weeks ago. 计算是不完美的,因此在九年半的时间里,“新视野号”还曾九次点燃推动器,进行小的航向修正。距今最近的一次发生在两周前。 For the 11 million miles since then, New Horizons has been coasting, aimed at the middle of that60-by-90-mile rectangle. 自那以后的1100万英里飞行中,“新视野号”一直是在朝着前述矩形区域的中心滑行。 'That’s pretty incredible, if you think about it,' Mr. Holdridge said. “想想真是很不可思议,”霍尔德里奇说。 冥王星(Pluto)于1930年2月18日由克莱德·汤博根据美国天文学家洛韦尔的计算发现。它靠近太阳系最寒冷的边缘,与太阳平均距离59亿千米,表面温度在-220℃以下。冥王星的公转周期为247.68年。曾是太阳系九大行星之一。在新视野号接近之前,冥王星的最佳照片来自哈勃望远镜。图为哈勃望远镜2002、2003年拍摄的不同角度的冥王星。 为了探测这颗神秘的、太阳系边缘的冰冷星球,2006年1月19日,新视野号探测器于美国卡纳维拉尔角航天中心发射升空,旨在实现人类首次对冥王星以及柯伊伯带天体的探测任务。但略为悲剧的是,新视野号启程后的同年8月,国际天文学联合会大会就将冥王星踢出了行星行列,将其降级为矮行星。图为新视野号发射时的场景。 新视野号是人类至今发射过最快速的太空船,发射后9小时即越过月球(人类第一次登月时,从火箭点火升空到着陆月球用了4天多时间 )。1年后新视野号成功飞越木星,并借木星引力提速,被木星“抛”向冥王星。图为新视野号分别于2007年2月28日和3月1日拍摄的木星和木卫一的合成图像。 图为2007年2月28日,新视野号到达距离木星最近地点,拍摄的木卫一火山喷发的情景。 飞过木星后的8年航行时间里,新视野号继续星际旅行,它跨越了土星、天王星和海王星的轨道。在旅程中,新视野号多数时间处于休眠状态以节省燃料(其动力来自一台核能电池),美国航天局定期把它叫醒一次,对它进行检查和调试,修正飞行轨道,为接近冥王星做准备。新视野号上搭载着一个神秘的载荷:一盎司的冥王星发现者克莱德·汤博的骨灰。图为新视野号的飞行轨迹图。 冥王星的发现者克莱尔·汤博。 2014年12月7日,独自飞行了近9年之久的“新视野”号冥王星探测飞行器,从沉睡中被唤醒。随后飞行器操控主管爱丽丝·鲍曼证实确认,“新视野号很健康,安静地在深空中漫游,此时它的旅程已接近尾声。”这也意味着冥王星探测任务顺利拉开了帷幕。 2015年4月,新视野号上的“长距离勘测成像仪”(LORRI)拍摄到了冥王星,还只是一个看不清的小光点。距离“约会”时间还有90天。 然而好事多磨,2015年7月5日,就在距离历史性飞越冥王星的时刻仅剩10天时间之时,新视野号发生故障,与地球控制中心失去联系。好在工作人员马上找到了故障来源,并于7月8日让其恢复正常工作,继续飞赴冥王星之约。图为约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室的飞行器操控主管爱丽丝·鲍曼在工作中,她被成为“MOM”of the MOC(mission operations center)。 7月8日,NASA新视野号任务控制团队,收到来自新视野号探测器正常的信号后故障庆祝。 约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的新视野号飞越团队的女性成员,她们大约占了整个团队人数的四分之一。 7月8日,新视野号距离与冥王星的最近相会点还剩6天,NASA接到“新视野”传回的冥王星照片,这颗褐色星球上有一个巨大的桃心形明亮区域,宽度可达2000公里,还有一条巨大“鲸”形阴影。 随后,新视野号拍摄的冥王星不同角度的数张照片被相继公布。图为7月11日新视野号拍摄的冥卫一“卡戎”和冥王星(右)合成彩色照片。 7月12日,“新视野”号探测器发来的冥王星迄今为止最清晰的图片。美国宇航局西南研究所的阿兰·斯特恩(Alan Stern)是新视野探测器项目首席科学家,他向媒体透露了在飞船即将抵达冥王星的前夕的心情:“非常激动,真的非常激动……尽管现在传回的还只是飞船实际收集数据量的很小一部分。真是太美妙了!冥王星没有让我们失望,它真是棒极了!” 7月10日和11日冥王星照片对比图,越来越清晰了,越来越近了。 新视野号获得了的冥王星和冥卫一的最新测量值,冥王星的直径为2370千米,是地球直径的18.5%,而冥卫一卡戎的直径为1208千米,地球直径的9.5%。NASA并制作了冥王星与冥卫一与地球的对比图。 来源:腾讯新闻、外媒综合 编辑:王玥、李静 |
|