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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。

 

 

旅行者1号进入星际空间

旅行者1号进入星际空间(想象图,来源NASA)

旅行者1号进入星际空间(想象图,来源NASA

@NASA中文: 重大新闻,旅行者1号已确认飞出太阳系(博主注:无争议用词是“日球层顶”Heliopause) ,正式进入星际空间!(北京时间2013年9月13日02:16)
@NASA中文: 旅行者1号的下一个目标是Gliese 445,大约40000年后从距离它1.6光年的地方飞过,大约要到73600年后才会接近现在距离太阳最近的半人马座比邻星。

刚看到时想,为什么它要绕远到Gliese 445呢?再一查,是人家找上门来了,4万年后比比邻星离太阳更近。这期间,如果人类的知识被自己作孽清零过,或许会在那时称它为“比邻星”——假如那时的科学重构到会测量恒星距离的话。

下图来源于维基百科,是已知最靠近太阳的、及正在高速靠近太阳的恒星在8万年内的动向。目前已知自行最快的巴纳德星将在1万年后追平南门二并迅速远离,无法取代比邻星的“比邻”称号,2万年后,离太阳最近的恒星由南门二、Ross 248、Gliese 445轮流担任,而后回到南门二手里,但最终,南门二和比邻星作为“三体”,将互相旋舞着远离我们而去。

从1977年发射以来的36年,旅行者1号飞了多远呢?187亿公里。这段路如果让光来走,就是17小时23分钟。比邻星多远呢?现在离我们4.22光年。在下面这幅图里,旅行者1号还没有飞出1/300个像素……

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外星人

地球名片:安装在先驱者10号及11号上的镀金铝板

地球名片:安装在先驱者10号及11号上的镀金铝板

有没有外星人(生命),是个好玩的话题。这些外星生命是不是我们的好邻居,是个不太好玩的话题。

看看地球上的人类自己吧:想象有一天,我们发现了火星上有生命的迹象,我们会做什么?比如说,当“勇气号”在火星表面上四处刨坑时,忽然看见一个小不点的火星生命在面前的地面上蠕动,看起来毫无智慧。呣……这个小不点走得不快,探测器可以追上它……看起来装在标本盒里大小还挺适合……你认为NASA会放过它/他/她么?

如果我们有了亲临火星的能力,当我们的飞船悬停在这颗红色行星上空时,我们真的能保证,静静地欣赏一会儿下面的丛林(或街市)、再做上几首诗就打道回府么?我们真的不想知道火星生命的身体结构和繁殖方式么?我们真的不会用采集标本或解剖的方式来探求答案么?

当“勇气号”在火星表面走走停停,东张西望,分析大气和土壤的成分,寻找水的迹象时,我们真的能够不带一点私心杂念地相信,它不是在研究人类移居火星的可能么?

我不知道外星生命的伦理是什么样的,但希望不是像现在的人类这样的。设身处地地想一想:如果你是那个被探测器判断为毫无智慧的蠕动的生命,或是那个被外星生命俯瞰的城市居民,或者晚上散步时发现,自己的花园里有一台来历不明的小机器在吭哧吭哧地刨坑掘土……

旅行者金唱片 《The Sounds of Earth》 《地球之声》

旅行者金唱片 《The Sounds of Earth》 《地球之声》

1977年,当旅行者金唱片随着两艘旅行者探测器一起升空时,它携带了当时的美国总统卡特向地外文明(如果存在的话)表达的一段讯息。我希望这段讯息的捕获者采用一种恬静的方式找上门来,或者(最好)和我们相忘于星际:

We cast this message into the cosmos… Of the 200 billion stars in the Milky Way galaxy, some — perhaps many — may have inhabited planets and space faring civilizations. If one such civilization intercepts Voyager and can understand these recorded contents, here is our message: We are trying to survive our time so we may live into yours. We hope some day, having solved the problems we face, to join a community of Galactic Civilizations. This record represents our hope and our determination and our goodwill in a vast and awesome universe.

我们把这个讯息投放到宇宙……在银河系的二千亿颗星里,一些……希望有很多……有住人的行星或者太空旅行者的文明。要是其中一个文明捕获旅行者探测器并明白唱片里收录的内容,那么这就是我们的讯息:我们尝试在我们的时光里活着,或许有天会在你们的时光里活着。我们期望总有一天,解决了我们正面对的难题后,可以联合一起成为一个银河系文明。这张唱片代表我们的希望、我们的决心与我们的善意在这个浩翰的宇宙。