根据各方的最新报道,截止到目前,美国宇航局新视野号探测器应该已经从冥王星附近飞过,从而实现了人类历史上首次对这颗曾经的“第九大行星”的探测。然而 在此期间新视野号将会全程保持沉默,不会向地球发送数据,因为最接近冥王星的时间很短暂,新视野号必须抓紧时间收集数据。今晚近距离飞掠期间所采集的相关 数据与最新图像最早将在明天上午8:53分左右回传地球。
不过,尽管新视野号探测器抵达与冥王星之间的最近距离时间是在北京时间的今晚19:49前后,但在此期间探测器并不会向地球回传任何图像或其他数据,因为新视野号的飞行速度高达每小时5万公里,因此其处于接近冥王星的理想观测位置上的时间很短,它必须全力以赴做好观测和科学数据的采集工作,并将所采集到的数据存储到星上存储器中,在那之后才会开始陆续将数据和图像回传地球。
另外,由于在冥王星开展的部分探测项目需要地面信号上传,具体而言,需要在任务期间从地面向探测器发送无线电信号,以便开展对冥王星大气层性质与成 分的测量。因此,在北京时间今天(7月14日)下午的16:30~18:30左右,美国宇航局深空网(DSN)调用7台大型天线向冥王星发射信号,这一无 线电信号经过4.5小时的漫长飞行抵达新视野号探测器。此时新视野号将恰好位于冥王星背后,于是无线电信号在传播过程中将擦着冥王星边缘通过,并在此过程 中经过冥王星的大气层。据此,新视野号探测器将能够获得有关冥王星大气层性质与成分的大量珍贵信息。
美国宇航局新视野号探测器任务控制中心 主管爱丽斯·鲍曼在接受采访时表示,新视野号探测器在完成与冥王星最近距离交会阶段的探测任务后将会调转高增益天线并开始向地球回传大约持续15分钟的信 号。这些信号也将需要经过4.5小时之后才能传回地球。预计我们将在明天(7月15日)上午9点之前看到第一批传回的数据,更精确的说是在北京时间上午的 8:53左右。
届时美国宇航局位于西班牙马德里的深空网测控站将锁定这些信号并进行接收。根据这些信号与数据,美国宇航局的工程师们将分析判断新视野号探测器目前的健康状况以及在其存储器中目前存储有多少数据量。
根据新视野探测器获取的最新图像测算,大大降低了此前对冥王星直径数据估算中存在的不确定性。据新视野号探测项目首席科学家阿兰·斯特恩表示:冥王星的半径最新测定数据约为1185 +/- 10公里,因此其直径就是2370 +/- 20 公里。
这一直径数据意味着冥王星要比阋神星更大,也就意味着冥王星是柯伊伯带已知最大的天体。由于阋神星没有大气层,我们可以借助掩星方法得到非常精确的直徑测量数据:2336 +/- 12公里。
不过,冥王星的直径比原先的测定数值更大也就意味着冥王星的密度更低,也就意味着其组成成分中水冰的含量要比原来估算的更高。但到目前为止所有这些结果都还只是非常粗略的,更加精确的结果还需要等待一段时间。但这一初步结果已经让冥王星和阋神星之间的密度差异更加扩大(阋神星的质量要比冥王星大27%左右),表明两者的形成历史存在很大差异。
而冥王星比原先更大的直径数据也意味着它的大气层要比原先设想的更薄,其大气的最底层(对流层)的深度也要低于原有估计。大气科学家们还需要一定的时间才能判断这一探测结果对于他们手中现有的冥王星大气模型意味着什么。
在接下来的几天时间里,随着更高分辨率图像的下载,冥王星的直径数据将被更加精确的测定。同时斯特恩也提到他们利用相同的方法测定了冥卫一卡戎的直径大小。此前利用掩星方法已经得到了卡戎的半径数据为602.4 +/- 1.6公里,斯特恩表示,新视野号探测器的结果“证实了这一说法”。
新视野号探测器对冥王星地表物质成分的测定结果证实冥王星拥有一个极冠,其主要成分是甲烷和氮形成的冰。人们在此之前便已经猜测冥王星上可能存在极冠,但此次新视野号探测器则是首次清楚地将这一结构与其他区域区分开来并确认其极冠冰盖的确存在。斯特恩表示:“这些首次获得的不同区域成分测量数据让我们得以了解到冥王星的极冠区域的成分与其他暗色区域的成分之间是存在显著差异性的。”
在抵达最近位置之前的5天,新视野号探测器发现冥王星大气中有氮离子正在向外逃逸。目睹这一现象本身并不令人感到意外,但在如此早的时间目睹这一现象则有些出乎科学家们的预料。他们原先预计还需要再过24~48小时(即还需要再靠近约100~250万公里)才能观察到这一现象。那么现在得到这样的结果只有两种可能性,要么说明冥王星大气物质的逃逸率要高于科学家们此前的预计,或者就是这种逃逸是基于一种完全不同的机制发生的。
在新闻发布会的最后,斯特恩进一步就这个问题做了阐述,他提到:“(发生这种现象)要么是逃逸率比较高,要么就是某种将中性粒子转换为离子的机制具有很高的效率,再或者就是存在某种机制,能够使得大量离子加速逃逸。”在木星,科学家们注意到其电离层非常不均匀,在某些区域上硫离子和氧离子的浓度较高。而此次新视野号探测器项目组的科学家们注意到还不能确认在冥王星上是否也存在类似的现象,可能还需要更多时间去揭晓答案。
新视野号探测器搭载了相应的科学载荷,主要包括7台探测设备,分为3台光学探测设备,2台等离子探测设备,一台尘埃探测设备以及一台无线电探测设备,具体如下:
1) 远距勘测相机(Long Range Reconnaissance Imager , LORRI)
远距勘测相机的主要设计目标是实现可见光波段在远距离上的高分辨率成像。该设备包含一台高分辨率1024*1024单色CCD以及208.3 mm光圈,设备整体重量约8.6公斤。
2) 冥王星太阳风探测器(Solar Wind At Pluto ,SWAP)
这是一台环形的静电和电势分析器,其可以对能级最高达到6.5 keV的带电粒子进行分析。
3) 冥王星高能粒子谱仪(Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation ,PEPSSI)
这是一台离子与电子探测器,与SWAP一同构成了新视野号探测器上的“等离子与高能粒子谱仪设备包”(PAM)。但不同于SWAP,这台设备可以对能级高达1 MeV的粒子进行分析。
4) Alice
这是一台紫外波段成像谱仪,工作在50~180nm的极紫外成像波段,其目标是获得冥王星大气的成分信息。
5) 拉尔夫望远镜(Ralph telescope)
这是一台口径6厘米的望远镜,它与Alice设备一同构成新视野号探测器上搭载的“冥王星探测遥感设备包”(PERSI)。Ralph拥有两个通道,分别是一台可见光波段CCD成像仪(MVIC)以及一台近红外波段成像光谱仪(LEISA)
6) 学生尘埃计数器(Student Dust Counter ,SDC)
这是新视野号探测器上的一大亮点——正如其名字显示的那样,这台设备是由美国科罗拉多大学波尔多分校的学生们设计研制的,它将开展连续的尘埃环境测量工作。其主体是一块460 mm × 300 mm的探测板,安装在探测器前进的方向上。
7)无线电科学实验设备(Radio Science Experiment ,REX)
这台设备将使用超稳晶体振荡器以及一些其他的电子辅助设备,在通讯波段开展无线电科学调查。