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冥王星·新视野号

冥王星和卡戎·图片来自NASA

冥王星和卡戎·图片来自NASA

今天的关注焦点是新视野号(New Horizons)飞掠冥王星

NASA公布的飞掠时间是世界协调时2015年7月14日11:49:57(北京时间2015年7月14日19:49:57),也不用太掐着点儿看实况转播。因为没有“实况转播”:飞掠之后再过4小时25分钟,才能有飞掠瞬间拍到的图片传过来。另外飞掠是一个过程,即使已经开始远离冥王星,这一段时间仍然比前几天靠得近得多。这段时间新视野号必然在忙着采集数据,没空发照片。

冥王星、卡戎和地球、月球的大小比较 除月球外的图片其余部分来自NASA

冥王星、卡戎和地球、月球的大小比较
除月球外的图片其余部分来自NASA

飞掠卡戎的时间是世界协调时12:03:50。

运行到冥王星轨道之外,回过头来看,就是暗面了,虽然比前几天离冥王星近,但是光学观测条件恶劣了。不过,还有一项观测在逆光条件下更有利,就是对大气的研究——如果冥王星有那么一丝大气的话。

新视野号最新测得冥王星直径2370km,卡戎直径1208km。NASA官网上放了它们俩和地球的大小比较示意。我想这样还是不太能让人理解冥王星究竟多小,就又在图上按相同比例添了个月亮。添完之后,我这时常为冥王星降级略感不平的人觉得被说服了,它这么一丁丁,就是该降级。

太阳系著名天体位置示意

太阳系著名天体位置示意

这些天常常看到人问,为什么新视野号不能在冥王星停一停,转几圈再走。这张对比或许能帮人理解:能挣脱地球引力、又经过木星加速、只用了九年半就飞到了冥王星的一个航天器,不可能被比月球还小的冥王星捕获入轨。除非新视野号一头撞死在冥王星上,否则根本停不下来,哪怕擦着冥王星的表面飞都停不下来。打个比方,大猩猩抡出来的一个链球,螳螂是接不住的。

还见人继续问:先让卡戎帮新视野号减速嘛。

这就是只定性不定量的思考不耐了。冥王星和卡戎捆一起都顶不上月球的个儿,一只螳螂接不住大猩猩的链球,再加一只螳螂还是接不住。

新视野号2006年1月19日出发,2015年7月14日到达冥王星,只花了九年半,这个速度十分惊人。再参照一下右边这幅太阳系著名天体的位置图,会让一些人感到疑惑:探访水星信使号为什么花了六年半(2004年8月3日-2011年3月18日)才飞抵目的地?

这个疑惑其实对苹果和橙子的比较。简短地说,新视野号路线设计为极速到达,而信使号被有意放慢了脚步。

新视野号的任务是“飞掠”,就像前面说过的,它不需要绕着冥王星转,所以只需要玩命飞就行。倘若它的任务是绕飞冥王星,那么它飞过去的速度就只能慢不能快,而那样的话,恐怕一百年也到不了了。

信使号的任务是“入轨”,它不能笔直朝着水星冲过去、传完数据玩消失——如果那样就粗暴快捷多了,而绕飞水星的技术难度很大。

首先,信使号在水星面临和冥王星相同的问题:怎么刹车?水星个头太小了,连木卫三土卫六都比它大,它接不住地球直接扔向它的探测器;其次,水星离太阳太近了,信使号飞往它的途中会不断被太阳吸引加速,与其说是飞向水星,还不如说是往太阳上掉落,本来就刹不住车,被太阳加速后更是雪上加霜。

所以信使号到达水星的轨迹是兜着圈子慢慢飘近的,经过一次回归地球,两次金星接力,三次水星飞掠,到第四次靠近水星时才偷偷混进绕行轨道。我们说“六年半到达水星”,指的是最终入轨日期,而不是首次飞掠水星的日期(2008年1月14日,距发射三年半)。

木星和木卫一的合成照片 来源NASA

木星和木卫一的合成照片
来源NASA

刚才说过,新视野号到达冥王星之前,在木星老大哥那里得到过一次引力加速(2007年初),趁机拍了老大哥家里老老少少的一些照片。探测木星是新视野号的任务之一,也是一次系统测试确认的大好机会。

跑一趟木星并不吃亏,事实上,如果不经过木星而直接飞往冥王星的话,未经引力加速的探测器要晚三年才能到达。