□ 鄭永春
北京時(shí)間7月14日19:49分,“新視野”探測器抵達(dá)最接近冥王星的位置,距離冥王星表面約為1.25萬千米。但實(shí)際上此次新聞發(fā)布會上發(fā)布的冥王星照片并非“新視野”在最近距離時(shí)拍攝的冥王星照片,而是探測器距離冥王星76.6萬千米時(shí)拍攝的一幅舊圖,14日凌晨傳回地球。因?yàn)椤靶乱曇啊痹陲w越冥王星時(shí)是沒有通信的,無法傳回探測數(shù)據(jù)。
20:04,“新視野”最接近冥衛(wèi)一,距離冥衛(wèi)一表面約為2.88萬千米;
20:51和 22:18,“新視野”先后穿越太陽光被擋住的冥王星和冥衛(wèi)一的背影區(qū);
7月 15日早上 9:02分,“新視野”有15分鐘的時(shí)間與地面通信,告知它的設(shè)備狀態(tài)。而真正的高分辨率圖像要15日晚上才能傳回地球。
由于冥王星與地球相距遙遠(yuǎn),即使以光速傳播,控制“新視野”探測器的信號也需要4個(gè)半小時(shí)抵達(dá)探測器,而地面收到探測器執(zhí)行完指令的通知又需要4個(gè)半小時(shí)。就像老北京見面問候一句“吃飯了么”,你回復(fù)一句“吃過了”,這么簡單的一件事也需要9個(gè)小時(shí)才能完成。所以,“新視野”探測器的控制指令都是很早之前就已經(jīng)精確計(jì)算好了的,一旦執(zhí)行就只能聽天由命,無法中途撤回。
移動(dòng)和聯(lián)通由于網(wǎng)速太慢飽受詬病,不過它們的網(wǎng)速比起“新視野”探測器的“網(wǎng)速”已經(jīng)可謂高速?!靶乱曇啊碧綔y器向地球傳回探測數(shù)據(jù)的下行速率僅為每秒1.68kb,即使用一張用手機(jī)拍攝的大小為2M的普通照片傳回地球也需要二十分鐘,所以“新視野”探測器拍攝的照片并不能馬上傳回地球,而是在完成近距離拍照和觀測任務(wù)后,利用奔赴柯伊伯帶其他天體的漫長旅途中的無聊時(shí)間來下載這部“大片”,而這些數(shù)據(jù)完全傳回地球需要兩年多(26個(gè)月)的時(shí)間。
根據(jù)“新視野”的初步探測成果,發(fā)現(xiàn)冥王星的北極存在極冠,主要成分是氮冰和甲烷冰。各位請注意,甲烷從液態(tài)結(jié)成冰的溫度為零下183℃。而氮?dú)庠诹阆?83℃才能成為液氮,從液氮固結(jié)成冰需達(dá)到零下218.9℃。冥王星極冠上分布的氮冰和甲烷冰,足以說明那里究竟冷到了何種程度。
“新視野”探測發(fā)現(xiàn),冥王星的直徑約為2370千米,大于之前的預(yù)期值。雖然冥王星不再是行星,已經(jīng)降級為矮行星。但幸運(yùn)的是,冥王星得以繼續(xù)保持繞太陽公轉(zhuǎn)的第九大天體的美名。而且說白了,現(xiàn)行的行星定義并非完美無缺,是否承認(rèn)冥王星是行星,很大程度上取決于天文學(xué)家的態(tài)度。冥王星雖然體積小了點(diǎn),但仍然存在咸魚翻身再次成為行星的機(jī)會。考慮到卡戎(冥衛(wèi)一)并非真正圍繞冥王星運(yùn)轉(zhuǎn),冥王星和卡戎都圍繞他們的公共質(zhì)心運(yùn)轉(zhuǎn)。所以,卡戎也有升級成為行星的機(jī)會。太陽系現(xiàn)在有八大行星,未來或許會有十大行星,甚至可能發(fā)現(xiàn)新的行星,這實(shí)際上取決于我們對太陽系整體的認(rèn)識。不管怎樣,冥王星和卡戎這哥倆此生只能共進(jìn)退了。
“新視野”探測器上的可見光和近紅外相機(jī)拍攝的冥王星表面的最高分辨率為約60米,是迄今為止最清晰的冥王星照片,成像質(zhì)量遠(yuǎn)超“哈勃”望遠(yuǎn)鏡拍攝的冥王星。如果幸運(yùn)的話,“新視野”還有望拍攝到冥王星表面的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和紋理信息,以及冥王星上的云層等。從現(xiàn)在的情況看,冥王星不太可能有像木星、土星那樣具有環(huán)帶結(jié)構(gòu)。在如此低溫之下,冥王星上也不太可能會有冰火山或液態(tài)噴泉。
大衛(wèi)·布萊維特是來自美國馬里蘭州的約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的行星科學(xué)家,目前主要從事“信使”探測水星的任務(wù)。應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室成立至今已有70多年的歷史,是美國規(guī)模最大的大學(xué)研究中心,現(xiàn)有員工5300名,其中68%是科學(xué)家和工程師。應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室是“新視野”探測器的研制單位,也是這艘探測器的運(yùn)行機(jī)構(gòu)。大衛(wèi)雖然沒有直接參與“新視野”任務(wù),但一直關(guān)心和了解它的探測進(jìn)展。今年夏天,為促進(jìn)中美科學(xué)家在行星科學(xué)領(lǐng)域的國際合作,受中國科學(xué)院國際訪問學(xué)者計(jì)劃的資助,大衛(wèi)來到中國科學(xué)院國家天文臺,與筆者開展合作研究。
大衛(wèi)的中國妻子凌女士已先于大衛(wèi)回美國,凌女士同為應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室一員,她告訴筆者,應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室慶祝“新視野”飛越冥王星的活動(dòng)規(guī)模宏大,上千名員工和訪客參加了慶典,超百家媒體云集在應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的柯薩科夫中心,向全世界現(xiàn)場直播飛越冥王星的過程。而且接下來的幾天還有一系列的科學(xué)展示活動(dòng),跟蹤報(bào)道飛越冥王星的最新成果。
留在中國的大衛(wèi)說:“雖然我沒有出席這些慶?;顒?dòng),但我同樣很高興能在國家天文臺與我的中國同行合作研究嫦娥衛(wèi)星的探月數(shù)據(jù)。”
大衛(wèi)認(rèn)為,“新視野”任務(wù)是人類第一次從如此之近的距離觀察冥王星,因此這是歷史性的一刻。冥王星、冥衛(wèi)以及在柯伊伯帶的他們的姐妹們是太陽系的重要成員,很有必要了解他們。通過研究冥王星的成分、地質(zhì)、演化歷史,可以了解太陽系的形成,甚至其他恒星系統(tǒng)中行星的形成過程。
開展“新視野”探測任務(wù)的目的部分是為了滿足人類對周圍環(huán)境天生的好奇心。無論這些環(huán)境是在山后、地平線上還是在遙遠(yuǎn)的太陽系空間,都應(yīng)該去探索它。大衛(wèi)舉例說,假如波利尼西亞人的祖先一直待在亞洲的海灘上,他們可能永遠(yuǎn)也沒有機(jī)會發(fā)現(xiàn)夏威夷、薩摩亞、馬庫薩斯群島、復(fù)活節(jié)島以及太平洋上的其他島嶼。
大衛(wèi)表示,他幸運(yùn)地生活在一個(gè)富裕的國度,可以用很少量的資源讓他們在科學(xué)研究、藝術(shù)和人文領(lǐng)域追求夢想。實(shí)際上,美國航宇局花的錢不到聯(lián)邦預(yù)算的1%。而對太陽系不同行星之間的比較研究有助于我們理解地球是如何運(yùn)轉(zhuǎn)的。除了科學(xué)家,美國航宇局的太空項(xiàng)目還聘用了許多工程師、項(xiàng)目管理者和服務(wù)人員。太空探索牽引了新技術(shù)的進(jìn)步,激勵(lì)年輕一代選擇科學(xué)、工程和數(shù)學(xué)作為他們的求學(xué)專業(yè)或終身職業(yè)。這些年輕人將成長為下一代的技術(shù)領(lǐng)袖,有助于保持國家的經(jīng)濟(jì)競爭力。
大衛(wèi)在科研合作中向筆者展示了他強(qiáng)烈的求知欲和探索精神。他認(rèn)為中國正在快速發(fā)展,也已經(jīng)邁出了太陽系探索的關(guān)鍵一步。偉大的國家從事偉大的事業(yè),中國在基礎(chǔ)研究上的投入,包括嫦娥工程那樣的太空探測項(xiàng)目,是中國作為大國的重要標(biāo)志。
大衛(wèi)說,與美國的太陽系探測任務(wù)比較,他本人很贊賞中國在探月工程實(shí)施中,從一開始就規(guī)劃了環(huán)繞、著陸、采樣返回的繞落回三步走的計(jì)劃。這種持續(xù)一貫的計(jì)劃有利于技術(shù)進(jìn)步,有利于不斷加深對月球的認(rèn)識。