2015年7月14日，美國東部時(shí)間晚9時(shí)左右，一個(gè)無(wú)線(xiàn)電遙測信號預計將完成超過(guò)48億千米的遠征，到達美國宇航局“深空網(wǎng)絡(luò )”的一座巨型碟形天線(xiàn)，隨后來(lái)到位于美國馬里蘭州的一個(gè)指揮中心——行星科學(xué)家阿倫·斯特恩將在此恭候。一旦信號如期抵達，他就將知道自己25年來(lái)孜孜以求的冥王星勘測邁出了最重要的一步。
在這個(gè)信號到達之前13小時(shí)，重量約為500千克、如鋼琴大小的“新地平線(xiàn)號”探測器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“新地平線(xiàn)號”）將飛過(guò)冥王星（現已從行星降格為矮行星）及其衛星群，拍攝近距離照片和采集其他數據。斯特恩期待這些信息將“改寫(xiě)教科書(shū)”。不過(guò)，這要求“新地平線(xiàn)號”避開(kāi)時(shí)速高達4.99萬(wàn)千米的塵埃和冰粒子的撞擊，否則，還等不到有機會(huì )向地球傳輸自己的種種發(fā)現，這艘探測器就已葬身太空。常駐美國科羅拉多州“西南研究所”的斯特恩說(shuō)：“那真是一場(chǎng)十分嚴峻而又緊張萬(wàn)分的考驗?！彼恼Z(yǔ)氣似乎是很開(kāi)心的，就好像他歡迎這場(chǎng)危機四伏的考驗似的。實(shí)際上，到了現在，作為“新地平線(xiàn)號”任務(wù)的主要籌劃者和推動(dòng)者，斯特恩已經(jīng)習慣了緊張——有關(guān)遠征冥王星的幾乎所有細節，其實(shí)都是抗爭。
25年前，當斯特恩開(kāi)始尋求冥王星之旅時(shí)，他的同行們仍在期盼“旅行者號”雙飛行器（發(fā)射于1977年）對外太陽(yáng)系的探測結論?；I劃者們一度考慮過(guò)把冥王星納入“旅行者1號”的探測目標，但他們隨后為“旅行者1號”選定的路線(xiàn)是讓它飛近探測更有吸引力的目標，例如土星的衛星泰坦（土衛六）。于是，“旅行者1號”在1980年經(jīng)過(guò)土星后，直接向星際空間飛去。隨著(zhù)“旅行者2號”在1989年8月飛近探測海王星，“旅行者號”雙飛行器的外太陽(yáng)系探索之旅畫(huà)上了句號。
大多數科學(xué)家對冥王星未能得到近距離探測不以為然。但是，斯特恩不是其中一員。對他而言，太陽(yáng)系探索并未完成。到了1989年春季，在獲得天體物理學(xué)和行星科學(xué)博士學(xué)位后，斯特恩就已在思索怎樣推動(dòng)美國宇航局發(fā)射對冥王星（當時(shí)它是太陽(yáng)系第九大行星）的探測器。那時(shí)的他是個(gè)年輕人，但也是天體物理學(xué)及行星探索領(lǐng)域的資深人士。而該領(lǐng)域的主要科學(xué)家都已年過(guò)五十，他們對斯特恩說(shuō)：“你沒(méi)開(kāi)玩笑吧？等到我們（的探測器）能到達冥王星之時(shí)，我們恐怕都已作古了?！边@顯然是夸張，讓探測器去冥王星要不了太長(cháng)時(shí)間。不過(guò)，要是美國宇航局遲遲不下這方面的決心，那么這些科學(xué)家可能真得等到“作古”，也可能等不到探測器飛抵冥王星。如此一來(lái)，飛近探測冥王星就將成為他們未能了卻的一個(gè)心愿。
斯特恩召集了多名科學(xué)家，一起承擔近距離探測冥王星的壯舉。在“旅行者2號”飛近探測海王星，讓科學(xué)家首次窺探到海王星的一顆含冰衛星——特里同（海衛一）之后，這項事業(yè)變得越發(fā)誘人?？茖W(xué)界曾普遍認為特里同是冥王星的表兄弟。而“旅行者”拍攝的圖像顯示，特里同表面地貌怪異、扭曲，還有由凍結的氮構成的間歇泉。這讓科學(xué)家們非常驚訝。他們開(kāi)始相信，冥王星或許也一樣奇異和令人激動(dòng)。
1930年，在經(jīng)過(guò)近一年的望遠鏡觀(guān)測后，美國一家天文臺的一名年輕助理克萊德·湯博率先發(fā)現了冥王星。冥王星距離地球和太陽(yáng)如此遙遠，它248年才環(huán)繞太陽(yáng)一圈，與太陽(yáng)的平均距離是59.5億千米。發(fā)現冥王星近半個(gè)世紀后，科學(xué)家才擁有了研究它的技術(shù)。1976年，3名美國科學(xué)家在冥王星的紅外光譜中發(fā)現了甲烷，并且推測這些甲烷冰凍在冥王星的表面。這一發(fā)現堪稱(chēng)是劃時(shí)代的壯舉。幾年后，科學(xué)家們知道了冥王星的冰中還有更奇異的氮霜和一氧化碳霜。這些冰霜之所以能夠存在，僅僅是由于冥王星的表面溫度只有-228.9℃。直到1978年，科學(xué)家才探測到冥王星的衛星卡戎。后者的大小相當于美國的得克薩斯州，大約是冥王星大小的一半。其實(shí)，直到今天也無(wú)人確知冥王星究竟有多大，但估計其大小約為地球的2/3。
1988年，科學(xué)家使用美國宇航局的一部太空望遠鏡，觀(guān)測冥王星在5分鐘時(shí)間內從一顆恒星前方經(jīng)過(guò)的過(guò)程。他們發(fā)現，恒星的星光并未突然暗下來(lái)（如果行星沒(méi)有大氣，就會(huì )造成星光突然變暗），而是逐漸變暗，這就證明冥王星至少有些許大氣。當時(shí)尚未就讀研究生院的蕾絲莉·楊，是這項觀(guān)測的助手之一。如今已是“新地平線(xiàn)號”任務(wù)副主任的她回顧說(shuō)：“那5分鐘的經(jīng)歷，改變了我的一生?！?/p>
至于冥王星究竟是什么模樣，那是地球上的任何望遠鏡都力所不及的。作為“新地平線(xiàn)號”任務(wù)團隊成員之一，馬克·布伊在1983年觀(guān)測冥王星時(shí)就知道了這一點(diǎn)。到了1994年，他贏(yíng)得了哈勃太空望遠鏡的觀(guān)測時(shí)段，從而首次得以一瞥冥王星的面孔，但只是很模糊的觀(guān)測——就算是在“哈勃”的視野中，冥王星也只有幾個(gè)像素。對冥王星拍攝的那些所謂最佳的照片，也只能顯示出冥王星表面看似隨著(zhù)時(shí)間變化、明暗對比強烈的斑塊而已。與此同時(shí)，斯特恩及其他科學(xué)家提出，冥王星表面的揮發(fā)性冰霜以及它的稀薄大氣層鎖定于一種緩慢而復雜的舞蹈中，冰霜隨著(zhù)季節變換持續遷徙：夏季，冰霜從太陽(yáng)光照暗弱的極地蒸發(fā)；冬季，冰霜凝固在幽暗的極地。如此看來(lái)，冥王星竟然不是一個(gè)冰球，而是一個(gè)比大多數科學(xué)家認為的還要復雜得多的天體。
到了這時(shí)，一場(chǎng)已經(jīng)開(kāi)始的變革將重塑科學(xué)家們對太陽(yáng)系的認識。在冥王星軌道外的廣漠空間搜尋時(shí)，科學(xué)家們探測到了更遙遠的世界，那里有許多星體都與冥王星個(gè)頭相近。到了20世紀90年代末期，科學(xué)家們已經(jīng)意識到，他們所看見(jiàn)的那些天體都屬于一個(gè)族群（如今稱(chēng)為矮行星）。他們對矮行星家族成員的數量仍不清楚，但推測可能有成千上萬(wàn)顆。這些天體所在區域被命名為柯伊伯帶（杰拉德·柯伊伯是美國亞利桑那大學(xué)“月球及行星實(shí)驗室”創(chuàng )始人，被普遍認為是行星天文學(xué)之父）。這是太陽(yáng)系中一個(gè)全新的未知地帶。
至于冥王星，國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì )把它的身份從以前名正言順的行星貶為矮行星。但對于這個(gè)新造的概念，斯特恩等科學(xué)家至今不予認同。雖然美歐等地的許多教科書(shū)中現在都說(shuō)太陽(yáng)系中只有8顆行星，但對于什么天體才夠“行星”資格的爭論無(wú)疑會(huì )繼續下去。
這場(chǎng)爭論爆發(fā)之前，斯特恩就在“推銷(xiāo)”他的冥王星探測任務(wù)方面采取了一種新論調。突然之間，他不再被視為“另類(lèi)”。他越來(lái)越少地論及造訪(fǎng)冥王星，而是更多地談?wù)撎剿骺乱敛畮е幸阎畲蠛妥钣腥さ奶祗w的機會(huì )。雖然他對推動(dòng)這類(lèi)探測任務(wù)不遺余力，但前往冥王星及柯伊伯帶所需的高昂成本和漫長(cháng)航行時(shí)間卻讓人望而卻步。許多行星科學(xué)家為競爭美國宇航局有限的經(jīng)費，都收回了對冥王星或柯伊伯帶探測任務(wù)的支持。從20世紀90年代進(jìn)入21世紀，美國宇航局在這方面猶豫不決：冥王星一次又一次在任務(wù)計劃名冊中出現和消失。直到2003年，美國宇航局才終于批準了斯特恩的飛近探測提議——不僅是探測冥王星，而且還要盡可能探測另一顆柯伊伯帶天體。斯特恩把這項任務(wù)命名為“新地平線(xiàn)號”，不僅寓意該任務(wù)要探索的是太陽(yáng)系中的未知領(lǐng)域，而且寓意相對迅速和低成本深空探測技術(shù)的研發(fā)。
行星之間的相對運動(dòng)，使得2006年的最初幾周成為一個(gè)重要的發(fā)射窗口：如果在此期間升空，“新地平線(xiàn)號”就會(huì )經(jīng)過(guò)巨大的木星，獲得強大的木星引力援助，從而把航行時(shí)間從14年縮短到9年半。否則，“新地平線(xiàn)號”必須等到2020年后才會(huì )抵達冥王星。按照一些理論模型，如果發(fā)生后一種情況，斯特恩團隊就可能沒(méi)有機會(huì )研究冥王星的大氣層：到那時(shí)，在高度偏離正圓的軌道中運行的冥王星將運動(dòng)到距離太陽(yáng)很遠處，那樣一來(lái)，冥王星的大氣層就應該已經(jīng)凍結在冥王星表面。
因為“新地平線(xiàn)號”的設計、制造和測試時(shí)間只有不到3年，所以斯特恩團隊不得不“懸梁刺股”、爭分奪秒地加緊干。幾乎每個(gè)人都對他們說(shuō)：“伙計，你們干不成的?！弊罹o張時(shí)刻之一出現在2004年夏季。當時(shí)，由于安全故障，美國洛斯·阿拉莫斯國家實(shí)驗室暫時(shí)關(guān)閉，從而威脅到“新地平線(xiàn)號”的燃料——钚的生產(chǎn)。好在，潛心苦干沒(méi)有白費。斯特恩團隊最終趕在了最后期限之前完工，而且基本未超預算。斯特恩不無(wú)自豪地說(shuō)：“宇航局花了超過(guò)11年時(shí)間和將近3億美元來(lái)研究冥王星任務(wù)，而我們建造該任務(wù)的硬件也只花了這么多成本?！?/p>
2006年1月19日，“新地平線(xiàn)號”離開(kāi)地球。當時(shí)，“擎天神5型”強力運載火箭把它推進(jìn)到每小時(shí)5.79萬(wàn)千米的速度，這也是飛船離開(kāi)地球時(shí)的最大速度。不到9小時(shí)后，它就跨越了月球軌道，而這個(gè)時(shí)長(cháng)僅為“阿波羅”飛船登月任務(wù)途中費時(shí)的幾分之一。還不到1個(gè)月，“新地平線(xiàn)號”就已深入太空160萬(wàn)千米。2007年2月，在距離地球8億千米的地方，“新地平線(xiàn)號”飛奔經(jīng)過(guò)木星，并且踏上飛往冥王星之路?！靶碌仄骄€(xiàn)號”控制團隊把它這次對木星的飛近探測作為一次演練：遙控它對準木星及其衛星，以便到時(shí)候讓它對準冥王星和其他的柯伊伯帶天體。不過(guò)，由于還要等8年半的時(shí)間才能到達冥王星，所以任務(wù)控制團隊讓“新地平線(xiàn)號”進(jìn)入冬眠模式，只在每年檢查它的系統時(shí)才把它喚醒。
在這一漫長(cháng)、孤寂的巡航階段，任務(wù)控制團隊卻比你預想的要忙，因為冥王星和卡戎（冥衛一）還有其他伙伴。參與該項目的科學(xué)家哈爾·韋弗及一個(gè)小團隊就使用“哈勃”，在2005年發(fā)現了兩顆冥衛。它們的直徑都不超過(guò)160千米，稍后它們分別被命名為尼克斯和海德拉，這些名字都緣于“新地平線(xiàn)號”的英語(yǔ)發(fā)音。接著(zhù)，在2011年和2012年，“哈勃”發(fā)現了另外兩顆還要小得多的冥衛——科比羅斯和斯迪克斯。這些新發(fā)現的冥衛讓軌道動(dòng)力學(xué)家十分頭痛，他們搞不懂冥王星為何會(huì )有如此這般的衛星組合。不僅這樣，科比羅斯和斯迪克斯的超小個(gè)頭讓這些科學(xué)家尤其困擾：它們的引力理應很弱，所以不能把噴射自它們表面的殘?。ㄔ诼L(cháng)時(shí)間里，由路過(guò)的柯伊伯帶天體碰撞它們而生成）布成陣列，那么冥王星周?chē)鷧^域很可能分布著(zhù)微型碎冰和巖石塊，這樣就為造訪(fǎng)冥王星的“新地平線(xiàn)號”設下了一個(gè)潛在的陷阱。韋弗解釋說(shuō)，就算“新地平線(xiàn)號”遭遇一個(gè)1毫米直徑的顆粒碰撞，這項任務(wù)也可能宣告失敗。
“新地平線(xiàn)號”任務(wù)團隊花了一年半時(shí)間，結合數學(xué)模型和實(shí)驗，研究這艘飛行器可能面臨的塵埃顆粒碰撞風(fēng)險。在實(shí)驗中，他們使用了美國宇航局“白沙實(shí)驗設施”（位于新墨西哥州）和戴頓大學(xué)（位于俄亥俄州）的超高速槍。這些槍向“新地平線(xiàn)號”的備用硬件發(fā)射微型彈藥（模擬塵埃顆粒）。讓科學(xué)家們放心的是：研究結果表明，“新地平線(xiàn)號”的初定飛行路徑（旨在讓該任務(wù)的科學(xué)回報最大化）也是危險性最小的路徑。馬克·布伊如此形容：“唯一不那么危險的選擇，就是不去（造訪(fǎng)冥王星）?！?/p>
即便如此，隨著(zhù)“新地平線(xiàn)號”在2015年春季逼近冥王星，任務(wù)團隊仍需當心可能存在的其他冥衛，尤其是那些可能催生塵埃群的冥衛。在7月14日“新地平線(xiàn)號”與冥王星相遇的兩周之前或更早，如果發(fā)現了潛在的威脅，那么依然有時(shí)間讓這艘飛行器轉換到另一種飛行軌跡，從而降低風(fēng)險。在此之后，控制團隊可能會(huì )采取最后一個(gè)緊急舉措：在“新地平線(xiàn)號”最接近冥王星之前大約3小時(shí)，讓這艘飛行器重新定向，即讓它的2.1米碟形天線(xiàn)指向飛行方向，以充當一種盾牌。這將限制高分辨率的科學(xué)觀(guān)測（讓“新地平線(xiàn)號”搭載的儀器重新定向，需要轉動(dòng)整艘飛行器），但如果這種犧牲能確保飛行器在與冥王星的相遇中存活下來(lái)，或許它就是必要的。韋弗相信重新定向將不會(huì )是必要的，其概率可能只有1/1000。
“新地平線(xiàn)號”任務(wù)團隊的興奮度從2015年4月開(kāi)始上升，因為這艘飛行器與冥王星近距離相遇階段由此正式開(kāi)始。從5月中旬起，來(lái)自“新地平線(xiàn)號”所搭載的黑白遠距照相機的圖像已超過(guò)“哈勃”拍攝的冥王星最高質(zhì)量圖像的分辨率。按照蕾絲莉·楊的說(shuō)法，在此后兩個(gè)月中，“每一幅（由‘新地平線(xiàn)號’拍攝的冥王星）照片都將是迄今為止最好的冥王星肖像”。斯特恩則說(shuō)，7月13日，即“新地平線(xiàn)號”與冥王星最近距離相會(huì )的前一天，通過(guò)這艘飛行器看到的冥王星的樣子會(huì )比世界上最好的雙筒望遠鏡所觀(guān)測到的月球“更好看”。
在這個(gè)相會(huì )之日，隨著(zhù)冥王星及其衛星系統在“新地平線(xiàn)號”機載科學(xué)儀器視場(chǎng)中迅速變大，儀器組將對冥王星和卡戎的表面特征、化學(xué)組成、大氣層及相鄰衛星進(jìn)行數百次觀(guān)測。在“旅行者號”雙飛船建造40年后，“新地平線(xiàn)號”攜帶的是40年前看來(lái)屬于“科幻”的技術(shù)，例如高達25兆像素的彩色相機，以及能詳盡繪制冥王星及卡戎表面組成的紅外光譜儀。長(cháng)期以來(lái)科學(xué)家一直推測，當冥王星表面的甲烷冰暴露在太陽(yáng)和宇宙輻射中時(shí)，產(chǎn)生的有機分子造成了冥王星表面的紅褐色陰暗區域。但正如蕾絲莉·楊所指出的那樣，這只不過(guò)是過(guò)去30年中科學(xué)家們對冥王星表面情況的猜想而已?！靶碌仄骄€(xiàn)號”搭載的紅外光譜儀將告訴我們這種假想是否正確。
盡管“新地平線(xiàn)號”很先進(jìn)，斯特恩團隊卻不得不對它的設計做出一定的妥協(xié)，以減少重量和造價(jià)。尤其是，這艘飛行器缺乏一張掃描平臺，因此它不具備“旅行者號”的一種能力：一邊采集數據，一邊把天線(xiàn)指向地球。斯特恩指出，在它與冥王星的相會(huì )日，他們既不會(huì )與“新地平線(xiàn)號”通話(huà)，也聽(tīng)不見(jiàn)來(lái)自它的訊息。也就是說(shuō)，這艘飛行器只能完全依賴(lài)自己。在最近距離相會(huì )后，它甚至無(wú)需向地面控制團隊“簽到”。這就意味著(zhù)，控制團隊無(wú)法及時(shí)了解“新地平線(xiàn)號”是否在穿越冥衛所在平面（這里的塵埃危險最大）的過(guò)程中存活了下來(lái)。只有等到當晚，才能通過(guò)飛行器向地球發(fā)來(lái)的簡(jiǎn)短訊息，來(lái)了解它的健康狀況。斯特恩說(shuō)，“經(jīng)過(guò)25年之后，我們能夠再等12小時(shí)，看它（指‘新地平線(xiàn)號’）到底怎么樣了?！?/p>
7月14日，美國東部時(shí)間早上7時(shí)49分，在距離冥王星大約9978千米的地方，“新地平線(xiàn)號”將與冥王星最近距離相遇。在那里，太陽(yáng)光的亮度還不到它在地球上的亮度的1/1000，所以需要長(cháng)曝光以避免模糊。為此，“新地平線(xiàn)號”將不得不旋轉以追蹤目標。當“旅行者2號”1989年拍攝海衛一特里同的近距離圖像時(shí)，就采用了這種技術(shù)。然而，“新地平線(xiàn)號”屆時(shí)距離冥王星比“旅行者2號”當時(shí)距離特里同要近得多，因此前者拍攝的照片分辨率是后者的11倍都不止。其中，最好的照片將能顯示0.002平方千米大小的地貌。
從這些照片上，我們會(huì )看到什么？斯特恩及其團隊都不愿進(jìn)行猜測。碰巧的是，“新地平線(xiàn)號”到達冥王星的日子，正好是50年前美國宇航局的“水手4號”飛船率先抓拍到火星近距離照片的同一天。這些照片震驚了科學(xué)家們：他們一直以為火星表面與地球表面差不多，孰料，這些照片卻顯示火星表面像月球一樣密布隕擊坑，也像月球一樣荒涼、了無(wú)生機?？茖W(xué)家們，甚至就連太空探索迷們都很清楚，從依娥（木衛一）表面的活火山到辮子和帽子似的土星環(huán)，50年來(lái)的行星探索發(fā)現帶給人們太多驚喜?？墒?，人們還是愛(ài)作出推測。一位匿名的美國宇航局地質(zhì)學(xué)家認為，冥王星的揮發(fā)性冰實(shí)際上蒸發(fā)自陽(yáng)光照射的北半球，這一過(guò)程也許會(huì )創(chuàng )建一種壯麗的懸崖峭壁和平頂山景觀(guān)，就像是美國亞利桑那州紀念谷的冰凍版本。還有一些科學(xué)家大膽提出，就像一些土衛和木衛可能存在地下海洋，冥王星也可能存在這樣的海洋。斯特恩團隊也將尋找冥王星表面類(lèi)似于特里同（海衛一）表面間歇泉那樣的噴泉。不過(guò)，這樣的尋找需要一些運氣，原因是冥王星有一個(gè)半球被黑暗籠罩。
在相遇后離開(kāi)冥王星的過(guò)程中，“新地平線(xiàn)號”將回望冥王星和卡戎所造成的日食。屆時(shí)，機載儀器將有短暫機會(huì )窺探這兩個(gè)天體的大氣層，并且研究它們的結構、溫度和壓力。這艘飛行器也將觀(guān)察被反射自卡戎的微弱光線(xiàn)照射的冥王星的黑暗半球，分辨率與從地球上裸眼看月球差不多，足以查明新鮮的冰是否已開(kāi)始在冥王星的冬季極地堆積。
如果“新地平線(xiàn)號”能夠在通過(guò)冥王星系統的航程中存活下來(lái)，那么從7月15日早上7時(shí)左右開(kāi)始，一個(gè)預先選擇的相遇數據樣本將抵達美國約翰·霍普金斯大學(xué)在美國馬里蘭州的應用物理實(shí)驗室。這個(gè)被萬(wàn)眾期待的照片數據包，將以稍稍壓縮的方式傳輸，目的是為了加快傳輸速度。即便如此，由于傳輸距離巨大，而“新地平線(xiàn)號”的天線(xiàn)又相對小，因此傳輸速度將只有每秒2000比特，比20世紀80年代的調制解調器（傳輸速率是每秒2400比特）還慢。
出于安全考慮，“新地平線(xiàn)號”要在接下來(lái)的兩個(gè)月里，以壓縮數據包的形式發(fā)回所有的相遇信息，從而讓它獲得科學(xué)發(fā)現的節奏看來(lái)更像是一次軌道器任務(wù)，而不像是一次性的飛近探測。隨后，這艘飛行器將以未經(jīng)壓縮的方式，重新傳輸所有數據。這個(gè)過(guò)程將一直持續到2016年秋季。到那時(shí)，“新地平線(xiàn)號”距離另一次飛近探測——進(jìn)入柯伊伯帶內部——還有大約兩年時(shí)間。但是，這次應該探測比冥王星還遠的哪一個(gè)柯伊伯帶天體呢？這竟然是一個(gè)不小的挑戰。用地面望遠鏡搜尋多年后，這個(gè)問(wèn)題依然沒(méi)有答案。直到2014年，“哈勃”才幫上了忙。斯特恩團隊一下子得到了用“哈勃”搜尋1個(gè)目標的202次機會(huì )。到2014年10月，他們宣布找到了搜尋目標：兩顆小小的柯伊伯帶天體，它們的直徑都不到56千米，并且它們都比冥王星遠大約16億千米。目前，這兩個(gè)天體的名稱(chēng)分別暫定為PT1和PT3。美國宇航局將在2015年8月選定其中一個(gè)作為探測目標。2015年秋季，“新地平線(xiàn)號”的引擎將點(diǎn)火，調整它的飛行路徑，目的是讓它踏上與這個(gè)目標天體會(huì )合的行程。
蕾絲莉·楊滿(mǎn)懷期待地說(shuō)：“我們原本打算探索的是柯伊伯帶中的兩個(gè)天體——冥王星和卡戎。而我們現在希望還能（讓‘新地平線(xiàn)號’）飛越另外4個(gè)更小的衛星，這是沒(méi)得說(shuō)的。我們探索的是（太陽(yáng)系中另一個(gè)）全新環(huán)境中的全新（指科學(xué)家對其所知甚少）天體，這真奇妙！”眼下，“新地平線(xiàn)號”任務(wù)團隊正全心盼望著(zhù)即將到來(lái)、讓他們已經(jīng)著(zhù)迷了幾十年的對另一個(gè)世界的探索。蕾絲莉·楊說(shuō)，她最渴望探測數據能讓她開(kāi)始時(shí)困惑、接著(zhù)又不再困惑，不僅因為這種奧秘與揭秘充滿(mǎn)魅力，而且揭秘過(guò)程意味著(zhù)冥王星和柯伊伯帶其他天體的全新魅力將逐漸展現。
對阿倫·斯特恩來(lái)說(shuō)，“新地平線(xiàn)號”不會(huì )給他25年來(lái)的追求打上休止符。在他看來(lái)，“新地平線(xiàn)號”任務(wù)不只是對“旅行者號”探索外太陽(yáng)系的一種補充，更是一次“全新的探測”。事實(shí)上，我們對外太陽(yáng)系的了解可以說(shuō)才剛剛起步。更令斯特恩期盼的是為冥王星“正名”。他說(shuō)，如果一切順利，學(xué)生們很快就會(huì )在科學(xué)教科書(shū)中見(jiàn)到清晰的冥王星肖像了。
（本文圖片由美國宇航局提供。）
柯伊伯帶
柯伊伯帶是類(lèi)似于小行星帶的一條大殘骸環(huán)，但前者主要由成分為冰的天體組成?？乱敛畮木嚯x太陽(yáng)30天文單位的地方一直延伸到距離太陽(yáng)50天文單位的地方。雖然科學(xué)家估計柯伊伯帶中有幾十到幾千個(gè)矮行星，但柯伊伯帶的主要天體卻是數不清的太陽(yáng)系小天體。不過(guò)，許多較大的柯伊伯帶天體將來(lái)可能會(huì )被證明是矮行星。估計有超過(guò)10萬(wàn)個(gè)柯伊伯帶天體的直徑超過(guò)50千米，但柯伊伯帶的總質(zhì)量據認為只有地球質(zhì)量的1/10～1/25（天文學(xué)界對此數值未廣泛認同）。許多柯伊伯帶天體都有多顆衛星，大多數柯伊伯帶天體的軌道都會(huì )把它們帶到黃道面（指地球繞太陽(yáng)公轉的軌道平面。任一時(shí)間這個(gè)平面總是通過(guò)太陽(yáng)中心。黃道面和地球相交的大圓稱(chēng)為黃道）之外。
如果它飛出柯伊伯帶……
如果“新地平線(xiàn)號”最終能飛出柯伊伯帶，它就有可能追隨“旅行者號”雙探測器的步伐，去探索日球層（也稱(chēng)日光層或太陽(yáng)風(fēng)層）的外沿，并且繪制日鞘（也稱(chēng)太陽(yáng)風(fēng)鞘）和日球層頂（也稱(chēng)太陽(yáng)風(fēng)頂層）的地圖?！靶碌仄骄€(xiàn)號”有可能在2047年左右抵達日球層頂。
即使“新地平線(xiàn)號”的發(fā)射速度比在它之前的任何飛出地球的太空飛行器都快得多，它也永遠不可能超越“旅行者號”雙探測器，因而不能成為距離地球最遠的人造飛行器?！奥眯姓?號”對土星及泰坦（土衛六）的飛近探測，讓它得到了額外的引力援助。當“新地平線(xiàn)號”到達100天文單位（1天文單位等于地球與太陽(yáng)之間平均距離）的距離時(shí)，它的穿行速度大約是每秒13千米，比“旅行者1號”在同樣距離時(shí)的速度慢每秒大約4千米。
冥王星為什么會(huì )降級？
冥王星是柯伊伯帶中的最大天體，是已知環(huán)繞太陽(yáng)的第10大質(zhì)量天體，也是已知質(zhì)量第2大的矮行星。與其他柯伊伯帶天體一樣，冥王星也主要由巖石和冰構成。冥王星的質(zhì)量相對小，只有月球質(zhì)量的大約1/6，體積則只有月球的1/3。冥王星的公轉軌道是偏心的，并且高度傾斜，這讓冥王星與太陽(yáng)之間的距離在30到49天文單位（44億到74億千米）之間變化。因此，冥王星周期性地比海王星更靠近太陽(yáng)，但與海王星的軌道共振避免了這兩者相撞。2014年，冥王星與太陽(yáng)之間的距離是32.6天文單位。在冥王星與太陽(yáng)之間的平均距離（39.4天文單位）上，太陽(yáng)光線(xiàn)要花5.5小時(shí)才能抵達冥王星。
發(fā)現于1930年的冥王星，原本被認為是距離太陽(yáng)第9遠的行星。但在之后75年中，隨著(zhù)對冥王星和外太陽(yáng)系的研究進(jìn)一步深化，冥王星作為一顆大行星的地位遭到質(zhì)疑。從1977年發(fā)現小行星喀戎開(kāi)始，多個(gè)擁有偏心軌道、與冥王星相似的含冰天體陸續被發(fā)現。2005年發(fā)現的離散盤(pán)天體厄里斯，質(zhì)量比冥王星大27%?？茖W(xué)家們認識到，冥王星只是外太陽(yáng)系多個(gè)大型含冰天體當中的一個(gè)而已。2006年，這促使國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì )正式確定了“行星”定義。此定義把冥王星排除在行星隊列之外，把冥王星重新定義為“矮行星”家族的一員，具體身份則是一個(gè)類(lèi)冥天體。但也有不少科學(xué)家反對國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì )的這個(gè)決定。他們認為，冥王星的行星身份應該得以保留，其他矮行星甚至衛星則應添加到行星名冊中。
冥王星擁有5顆已知的衛星，其中最大的一顆——卡戎的直徑是冥王星直徑的一半多一點(diǎn)。冥王星和卡戎有時(shí)被描述為一對雙星，這是因為兩者軌道的質(zhì)心并不位于其中任何一個(gè)天體內部。國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì )尚未正式確定雙矮行星的定義，卡戎仍被歸類(lèi)為一顆冥衛。
外太陽(yáng)系
所謂外太陽(yáng)系，是指太陽(yáng)系的外圍區域，這里是巨行星及其大質(zhì)量衛星的家園。太陽(yáng)系小天體及許多短周期衛星也環(huán)繞該區域。由于這些天體更遠離太陽(yáng)，所以它們比內太陽(yáng)系天體包含更高比例的揮發(fā)物，例如水、氨和甲烷，這是因為更低的溫度允許這些化合物保持固態(tài)。
外太陽(yáng)系的4顆巨行星——木星、土星、海王星和天王星也被稱(chēng)為外行星，它們的質(zhì)量之和占環(huán)太陽(yáng)天體總質(zhì)量的99%。木星和土星的質(zhì)量分別是地球的318倍和95倍，但前兩者都幾乎全由氫和氦組成。天王星和海王星的質(zhì)量都是地球的十幾倍，它們的組成中有更多的冰。所有外行星都有環(huán)，但只有土星環(huán)從地球上容易觀(guān)測到。
內行星
是相對于外太陽(yáng)系天體而言更靠近太陽(yáng)的行星。它們都有致密的、主要為巖石的構成，沒(méi)有衛星（有的話(huà)也很少），也沒(méi)有環(huán)系統。它們主要由難熔礦物質(zhì)例如硅酸鹽組成，這些礦物質(zhì)構成它們的殼與幔。它們的內核則由鐵、鎳等金屬構成。4顆內行星中的3顆（金星、地球和火星）所擁有的大氣層足以產(chǎn)生天氣，它們也都有隕擊坑和構造特征，例如裂谷和火山。請勿把“內行星”這個(gè)術(shù)語(yǔ)跟“地內行星”這個(gè)術(shù)語(yǔ)混淆，后者指的是比地球更靠近太陽(yáng)的行星，即水星和金星。
飛船搭載科學(xué)家部分骨灰
冥王星給太空飛行器帶來(lái)重大挑戰，這是因為它的質(zhì)量小，距離地球又太遙遠?！奥眯姓?號”本來(lái)是可以拜訪(fǎng)冥王星的，但當時(shí)的科學(xué)家決定讓它造訪(fǎng)在當時(shí)看來(lái)更具魅力的土衛六泰坦，從而造成它的飛行軌跡與飛近探測冥王星所需的飛行軌跡不兼容。而科學(xué)家們從未考慮過(guò)讓“旅行者2號”去訪(fǎng)問(wèn)冥王星。在1990年以前，科學(xué)界一直沒(méi)有嚴肅嘗試過(guò)派飛行器去探訪(fǎng)冥王星。1992年8月，美國宇航局噴氣動(dòng)力實(shí)驗室科學(xué)家羅伯特·斯特勒致電冥王星的發(fā)現者克萊德·湯博，請求獲準造訪(fǎng)“斯特勒的行星”（指冥王星）。湯博后來(lái)回憶說(shuō)：“我告訴他（斯特勒），歡迎來(lái)到冥王星。不過(guò)，他不得不追尋一條漫長(cháng)、冰冷的行程（言下之意是，冥王星太遠、太冷，要想去探望它很不容易）?！北M管這種熱情可嘉，美國宇航局卻因預算太大和運載工具研發(fā)遲延等原因，在2000年取消了“冥王星-柯伊伯帶”任務(wù)。
在一場(chǎng)激烈的爭論后，經(jīng)過(guò)修訂、名為“新地平線(xiàn)號”的飛近探索冥王星計劃于2003年獲得美國政府的資金許可?！靶碌仄骄€(xiàn)號”于2006年1月19日成功發(fā)射。該任務(wù)領(lǐng)頭人阿倫·斯特恩證實(shí)，克萊德·湯博的一部分骨灰（湯博于1997年去世）安放在“新地平線(xiàn)號”上。
2007年初，“新地平線(xiàn)號”利用了木星的引力援助。從它與冥王星的最近距離日——2015年7月14日之前的5個(gè)月起，它就開(kāi)始對冥王星系統進(jìn)行科學(xué)觀(guān)測，并且這一探測將持續到最近距離日之后至少1個(gè)月。2006年9月下旬，在一次遠程勘測成像儀測試期間，“新地平線(xiàn)號”抓拍了第一批冥王星的遠距離圖像。這些圖像的拍攝地點(diǎn)距離冥王星約為42億千米，它們證實(shí)了“新地平線(xiàn)號”具備追蹤遙遠天體的能力，這對于操控它飛往冥王星和其他柯伊伯帶天體來(lái)說(shuō)意義重大。
“新地平線(xiàn)號”將使用一個(gè)遙感儀器包（其中包括多部成像儀、一部無(wú)線(xiàn)電科學(xué)調查工具）和分光鏡，并且通過(guò)一系列實(shí)驗，來(lái)描述冥王星和卡戎的全球地質(zhì)和地形，測繪它們的表面組成，檢測冥王星的中性大氣層及其逃逸速度。此外，“新地平線(xiàn)號”還將拍攝冥王星和卡戎的表面圖像。
在“新地平線(xiàn)號”發(fā)射前后不久，冥王星的小衛星們才被發(fā)現，它們可能會(huì )給“新地平線(xiàn)號”帶來(lái)不可預知的挑戰。小衛星以及柯伊伯帶天體之間碰撞產(chǎn)生的碎片的逃逸速度相對低，它們有可能產(chǎn)生一種稀薄的塵埃環(huán)，如果“新地平線(xiàn)號”飛進(jìn)這樣的環(huán)系統，就可能遭到碰撞損壞。
2015年2月4日，美國宇航局發(fā)布了“新地平線(xiàn)號”在接近冥王星的途中拍攝的冥王星和卡戎的新圖像，拍攝時(shí)間分別是在2015年1月25日和27日，拍攝地點(diǎn)距離冥王星超過(guò)2.03億千米。2015年3月20日，美國宇航局邀請公眾為即將發(fā)現的冥王星和卡戎表面地貌起名字。
2003年，有科學(xué)家提議展開(kāi)“冥王星軌道器-登陸器取樣返回”任務(wù)。該計劃包括從地球前往冥王星的12年航程、在軌道中為冥王星繪制地圖、多次登陸、熱水（旨在融化表面材料樣本）探測器，以及在冥王星表面為歷時(shí)12年的返回地球的航程生產(chǎn)推進(jìn)劑。不過(guò)，這項計劃顯然太過(guò)復雜，所以不了了之。
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