探索冥王星

　　经过52亿公里的飞行、9年半的太空穿梭，近日“新视野”号探测器第一次掠过冥王星。这个谜一般的冰冷星球史无前例地对人类实现最清晰的呈现。

　　艰难旅程

　　半个世纪以前，人类开始太阳系行星的探索之旅。从水星到海王星，每颗行星都是一个美丽新世界。比月球还小的冥王星是最后一个未被涉足的蛮荒幽冥之地。“新视野”号（New Horizons），这个花费众人20多年努力和7亿美元的探测器为了见到冥王星，历经了“九九八十一难”，甚至在飞掠冥王星之前几天还玩了把失踪。

　　它是有史以来速度最快的人造飞行物体，速度大约是飞机的100倍，飞到月球只需9个小时。即便如此，“新视野”号到达旅途的终点却仍要孤独地飞行9年多。然而，美国东部时间2015年7月4日下午1点54分，它的信号突然消失了。经过漫长的81分钟煎熬后，位于澳大利亚的NASA跟踪站终于重新建立了与“新视野”号的联系，人们才长舒一口气。后来得知，此次故障的原因是两条指令冲突。“你有没有遇到过这样一种情况？

　　在努力记忆一串数字的同时，一个人却在你耳边大声说出另一串数字。”一位科研人员在推特上解释，冲突的指令让年轻的新视野号“昏了头”，赌气撒娇式地玩了把失踪。

　　其实，最初就出师不顺。冥王星是在太阳系边缘柯伊伯带发现的第一个天体，人类直到1930年才发现它的存在。然而由于它的公转周期长达248年，2015年时正好是探测冥王星的好时机。就像奇幻小说里的情节，一旦错过绝佳的“天象”，就得再等百年。因此，还没能观测过冥王星的完整轨道，科学家们就急匆匆地让“新视野”号出发去寻找它了。发射时间原本定为2006年1月17日，只有在2月2日之前完成发射，它才能利用木星引力加速直奔冥王星，否则将迟3年。然而，发射当天就各种麻烦不断，发射时间一推再推，一直到19日下午才发射成功。

　　幸运的是，此后一切运转无碍。到2007年2月，“新视野”号顺利地从太阳系“大块头”木星那里得到助推，沿途还抓拍了几张这颗红色巨行星的伟岸身影。在孤独地穿越整个太阳系之后，“新视野”号还将继续向太阳系的尽头进发，直到柯伊伯带。这是一条由大大小小的冰封物体组成的宽广带状天体，距离太阳大约50个天文单位（1个天文单位+1.496亿千米）。人们对太阳系边缘这片寒冷黑暗的区域还知之甚少。

　　在与冥王星的亲密接触中，“新视野”号与这颗矮行星表面的最近距离是12500公里。如果以这么近的距离飞掠地球，将看到地表的高楼大厦。届时，这台小钢琴大小、连燃料450公斤的探测器携带的7种工具将全力工作，采集海量数据，全部传回地球可能需要一年多时间。

　　“第一次火星任务并没能指望发现火山和河谷，但的确找到了。第一次木星任务并没指望能找到海洋世界和火山世界，但也找到了。所以我们要去做的就是探索，而这也是最棒的部分。”“新视野”号探测项目首席科学家艾伦.斯特恩说，“在7月的这几周，我们将把一个小小的光点变成一个真正的星球。”而匆匆一见之后，距地球超过52亿公里的“新视野”号，如今已向更远的深空飞去，不再复返。

　　冥王星的惊喜地貌

　　北京时间2015年7月16日凌晨，美国国家航空航天局发布了刚刚从“新视野”号接收到的数据。人类看到了冥卫一卡戎、冥卫三许德拉的近照。在“新视野”号发回的冥王星照片中，最引人瞩目的亮点无疑是那个巨大的心形地貌。这颗聚焦着全世界目光的“冥王星之心”，甚至可能像木星的大红斑或者土星的行星环那样，就此成为人们对这颗星球的经典印象。

　　这么一个鬼斧神工的地貌究竟是如何形成的？“新视野”号团队的研究成员凯里·利瑟在接受采访时表示，它可能是一片广袤的“雪原”。只不过此雪非彼雪——“新视野”号的遥感探测表明，这片区域的主要成分是氮，而并非像地球上的雪那样，主要是由水构成。对冥王星的红外成像则显示出这颗冰冻天体表面甲烷冰的不同分布。但最让人激动的，是迄今最清晰的冥王星光学照片。在这张近距离飞掠前1个半小时拍摄的照片上，冥王星心形区域的左下角隆起一条高达3500米的山脉。科学家推测，这是在不到1亿年前形成的年轻地貌。冥王星上有冰山，这是迄今看到的太阳系最年轻地貌之一。

　　这一发现让科学家们惊喜。“新视野”号探测项目首席科学家艾伦.斯特恩认为，这片山脉一定是由水冰基岩构成，因为冥王星表面相对较薄的甲烷、一氧化碳和氮冰层不够坚硬，无法形成高山地质。另一科学家杰夫.摩尔则表示，这是迄今在太阳系看到的最年轻的地貌之一。这条仅仅占据冥王星表面不到1%面积的山脉，显示出这片区域活跃的地质活动。他认为，这片区域本应由于几十亿年间遭到陨石撞击而伤痕累累，但“新视野”号发回的图片却显示这片区域没有出现任何陨坑。他推断，是最近的地质活动改变了这里的面貌，抹去了陨石撞击的证据。

　　类似的地表特征也呈现在冥卫一卡戎的表面。“新视野”号上远程勘测成像仪拍摄的图片发现，这颗冥王星的“双子星”表面同样很少有陨坑，即使是在卡戎赤道以南也是如此。科学家本以为阳光倾斜地照射在这里，会让表面地形投出阴影而容易辨识。

　　“驱动冥王星地质运动的能量来源令人好奇”。南京大学天文与空间科学学院教授周礼勇解释说，太阳系诞生于45亿年前，大部分太阳系行星形成于之后的1亿年内，而冥王星等柯伊伯带的天体最晚于35亿年前形成并演化至当前的位置。行星地质活动的能量大都来自这期间获得的能量，地球、金星都是如此。“一般来说，天体个头越小，能量流失越快。很难想象冥王星在形成30多亿年后，还有支撑地质活动的内部能量。”周礼勇说，即使是个头比冥王星略大的月球，研究认为经过几十亿年的演化，目前已经是一颗接近静态的天体，几乎没有地质活动。

　　“之前对于行星地质运动的了解，主要是基于硅酸盐物质构成的行星，比如地球。”南京大学地球科学与工程学院教授惠鹤九说，作为一颗固态冰质天体，冥王星与类地行星和类木行星都完全不同，对其地质运动的探索很有可能改变我们既有的认识。

　　探索太阳系的“高光时刻”

　　“新视野”号对冥王星的匆匆一瞥，要花掉7.2亿美元。这一长达数年的单程“约会”，究竟有多重要？1965年，也是在7月14日，“水手4号”探测器飞掠火星，成为人类探测器首次近距离观测另一星球。在随后的50年间，人类探测器先后飞抵太阳系八大行星，而曾经的第九大行星冥王星却因距离遥远，从未迎来人类探测器。

　　50年后的同一天，“新视野”飞抵冥王星，这简直比科幻作品还令人称奇。“新视野”的这一瞥，不仅让人类终于看全了太阳系原“九大行星”，更代表人类完成了行星际观测“第一阶段”的任务。项目首席科学家艾伦.斯特恩指出，长达半个世纪的努力，将永远是我们这个时代的传奇。

　　对于人类探索太阳系而言，这绝对算得上“高光时刻”。飞离冥王星，进入太阳系边缘的柯伊伯带，“新视野”将成为首个探测这一神秘世界的人类探测器，重新定义人类对太阳系探索的边界。美国航天局称，那里可能隐藏着数以千计的冰冻岩石小行星，深藏着太阳系形成的秘密。不论“新视野”发现什么，无疑都将成为探索太阳系的里程碑事件。

　　文/齐文洁