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人类历史上首个造访冥王星的探测器“新地平线”号于美国东部时间19日下午(北京时间20日凌晨)在佛罗里达州卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心发射升空。这个钢琴大小的飞行器原定于1月17日发射，但由现场气象条件不好与停电事故亮度被迫推迟进行。冥王星是太阳系中离太阳最远和最小的行星，科学家认为，研究冥王星有助于加深对太阳系形成的理解。据悉，“新地平线”号探测项目耗资约7亿美元，宇航器计划在飞行了48亿公里后，于2015年年中前后抵达冥王星附近空域。除了探测神秘的冥王星外，“新地平线”号 的太空之旅还将研究冥王星的主要卫星冥卫一以及两个最新发现的冥王星卫星。 冥王星在太阳系中是离太阳最远、质量最小的一颗行星，质量只是地球的0.24%。由于距地球过于遥远，虽然人类观测手段有了很大进步，但至今对冥王星仍知之甚少。与地球、水星、金星、火星等“类地行星”和木星、土星、天王星、海王星等“巨行星”不同，冥王星被科学家归为一个特殊类别，名为“冰矮星”。冥王星所在的太阳系边缘地带名为柯伊伯带，那里存在大量由冰和岩石构成的天体，也是众多彗星的“老家”。科学家认为，这些天体是太阳系最初的组成物质之一。通过对它们的研究，科学家有望揭开更多太阳系形成的奥秘。不过，由于冥王星个头实在太小，它的“行星身份”近年来一直遭到许多科学家的质疑。 据科研人员介绍，“新地平线”号上装有3架照相机，分别用于拍摄可见光、红外线和紫外线照片，还装有3台光谱仪，用来研究冥王星大气及地表物质的成分和温度。这个飞行器上还有一部尘埃计数器。当它告别冥王星及其卫星后，“新地平线”号探测器将进入位于太阳系外缘的“柯伊伯带”，很多天文学家相信，这里由大量太阳系形成早期的剩余物质组成。由于“新地平线”号的飞行速度很快，而其自身所携核燃料又不足以供减速和进入环冥王星轨道之用，因此，这个宇航器在完成对冥王星地表面貌、地质特征、内部构成与大气成分等进行的科学探测任务后，只能继续前行并最终一去不返，最终消失在茫茫宇宙深处。 当拥有3级发动机的“宇宙神-5”重型火箭以每小时5.76万公里的惊人速度把“新地平线”号送离地球后，这个探测器成为人类有史以来发射的最高速飞行器。如果一切顺利，“新地平线”号可以在9小时内飞过月球，而当年美国发射的“阿波罗”系列飞船需要用两天半时间。尽管拥有创纪录的飞行速度，但鉴于地球与冥王星之间相隔数十亿公里之遥，“新地平线”仍必须尽可能节约能量。因此，在绝大部分飞行时间里，这个宇航器将处在“休眠”状态，每星期只向地球发送一次信号汇报其状况。地面上的科学家每年将唤醒它一次，从而对其设备进行必要检测。据悉，这些设备的总耗能不过相当于夜间照明的电灯泡。 按计划，“新地平线”将对这个太阳系内最小的行星展开为期5个月的探测。在此期间，“新地平线”号与冥王星的最近距离将只有不到1万公里，而距冥王星主要卫星冥卫一的最近距离为2。7万公里。此外，“新地平线”号还将探测“哈勃”太空望远镜去年底刚发现的冥王星另外两个小卫星。“新地平线”号探测器长2。1米，重量接近1吨，由美国约翰·霍普金斯大学应用物理实验室设计制造。由于“新地平线”号将远离太阳，无法以太阳能作为动力，因此“新地平线”号将使用放射同位素热电发电机，利用自身携带的10.9公斤钚的放射性衰变所释放出的能量发电，从而满足各类探测工作的需要。 尽管在宇航器中使用核能发电机的做法遭到一些环保人士的抗议，但是专家指出，以往的几十次经验表明，在过去进行的长距离太空探索中，使用这种发电机是安全可靠的。 在太阳系九大行星中，冥王星尽管因为距离太阳最遥远而长期躲在人类外空探测的视线之外，但在科学家眼中，探测冥王星将有助于解开诸多谜团。科学家们期待“新地平线”号能在遥远的地方为人类发现“新大陆”。冥王星是由美国天文学家汤博于1930年3月13日发现的。这直径2300公里的行星与太阳的平均距离约为58亿公里，远离太阳的光辉，因而被命名为 罗马 神话中的“冥王”(PLUTO)。天文学家还是通过测算发现，冥王星与其他八大行星存在明显的不同特性。比如，其公转轨道为更扁长的椭圆形，有时离太阳会43亿公里，有时却远达72亿公里。冥王星的自转周期是153小时，与其他行星有明显差异。针对上述特性，人们提出了种种猜测。有理论甚至认为，冥王星起初并不是一颗行星，而是海王星的一颗卫星，在某种宇宙灾变中，它从自己的卫星轨道上被抛了出来，最终变成了成了独立行星。由于科学家对冥王星知之甚少，目前尚无法验证上述假说。冥王星由岩石和冰块构成，这与小行星非常相似。同时，冥王星身边有颗称为查农的“使臣”卫星。尽管太阳系大多数卫星的直径都只及所围绕行星的百分之几，但查农的直径却高达1200千米，接近冥王星直径的一半。有科学家进而提出，冥王星和查农会不会是一对双子星呢？只要新地平线号成功抵达冥王星附近太空，诸多科学谜团，都可能在10年后逐步解开。
长途跋涉启用核能 按计划“新地平线”号要经过10年的长途跋涉才能到达冥王星，在那里，太阳只是昏暗天空中一颗明亮的恒星，阳光强度比地球上弱1000倍，靠太阳能提供动力是不现实的。因此，“新地平线”号将使用放射同位素热电发电机，它将依靠所携的10．9公斤钚丸放射性衰变能源提供动力。 40多年来，这种核燃料发电机曾在25次太空探测中使用，其中包括6次探测月球的阿波罗飞行，两次探测木星和探测土星的飞行，以及两次探测火星的飞行。为了确保安全，二氧化钚燃料被封装于特制的球形防火陶瓷中，这种陶瓷在水中有抗分解能力，不易与其他化学物质发生反应，一旦破裂可形成较大的颗粒和碎片，产生的危险比微型颗粒要小。事实证明，在长距离太空探索中，使用这种发电机是安全可靠的。 由于路途遥远，科学家设计让“新地平线”号在大部分飞行时间里处于“休眠”状态。但要求它每周执行一次汇报任务：向地球发回信号，打个招呼，报告一下自己的身体状况。科学家将每年“唤醒”它一次，对其设备进行检查。虽然它装备了7种科学仪器，但这些仪器的总能耗在飞行途中将低于一个夜间照明的灯泡。 探测器身佩“七剑” 探测器约有钢琴大小，长2.1米，重454公斤，由美国约翰·霍普金斯大学应用物理实验室设计制造。根据美国宇航局的任务清单，“新地平线”号此行要完成了解冥王星大气构成、活动规律、表面特征、是否有大的地质构造、太阳喷发出的粒子如何与冥王星大气相互作用等项任务，为此，研究人员为其配备了7种主要仪器： 首先是获得高清晰度彩色地图和冥王星及其冥卫一表面成分的设备（Ralph）。该设备主要由多谱线可见光成像相机（MVIC）和线性标准成像光谱阵列（LEISA）组成。MVIC在可见光范围内工作，它有4个不同的滤光器。一个用来测量分布于表面的甲烷霜，其它的分别覆盖蓝、红和近红外等光谱区域。此外，还有两个全色滤光器，当测量发微光的遥远物体时，可让所有可见光通过，从而最大限度地增加仪器的敏感性。从滤光器穿过的光线均被聚焦到一个电偶合器件上。通过该相机可产生彩色地图。LEISA利用热辐射在红外光谱范围内工作，它可像棱镜一样使不同波长的光按不同比率弯曲，这样就可以分别对每种光进行分析。根据量子物理，不同分子辐射和吸收不同波长的光，因此，对光的成分进行分析，就可以鉴别不同的分子。它将用于描绘冥王星表面甲烷霜、氮、一氧化碳、水及冥卫一表面水冰的分布情况。 其次是放射性实验仪器（REX）。它由一小块集成到探测器通信系统中的含先进电子设备的印刷线路板构成，探测器向地球传输科学数据等所有电信联系均通过它来完成，对探测任务能否成功关系重大。当探测器飞临冥王星时，它上面的83英寸的无线电天线将指向地球。美国宇航局功能强大的深空网络无线电发射机同时对准新视野探测器并向其发出信号。当探测器飞到冥王星背面，冥王星大气将使无线电波产生弯曲，弯曲程度依气体分子的平均重量和大气温度而定。此时，该仪器将记录到的无线电波数据发送回地球进行分析。该仪器还有一种辐射线测定模式，可测量冥王星本身微弱的电磁辐射。当这种辐射线测定在探测器飞过冥王星后回望时，可准确测定冥王星的夜间温度。 第三是用来探测冥王星大气构成的紫外线成像光谱仪（Alice）。它也不仅可以像棱镜一样将不同组分发出的光分别开来，而且能形成不同波长探测物的影像。 第四是远程勘测成像仪（LORRI）。由一个20．8厘米孔径望远镜组成，能将可见光汇聚到电偶合器件上，产生高空间分辨率图像。当探测器到达距冥王星最近点时，将由它拍摄高解析度图像。 第五是太阳风分析仪（SWAP）。可用来测量冥王星附近来自太阳风的带电粒子，以决定这颗行星是否有磁场圈及其大气逃逸速度。 第六是高能粒子频谱仪（PEPSSI）。可用来寻找从冥王星大气中逃逸的中性原子。这些原子逃逸后即与太阳风作用变为带电粒子。 第七是尘埃计数器（SDC）。它将沿轨道测量由彗星脱落物和柯伊伯带天体相互碰撞产生的尘埃粒子大小，其中包括从未取样的星际空间。这些仪器将在“新地平线”飞临冥王星的过程中，为这颗遥远的星球描绘出一幅全新的图像。
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