NASA的新视野号探测器将在距离冥王星大约1.25亿英里(2亿千米)之外度过新年,将仅仅5个月之前历史性的冥王星飞掠带来的兴奋与活动远远抛在身后。这架无畏的探测器在继续传回7月14日飞掠期间采集的大量图片和其他数据。它们储存在探测器的数字式记录仪中,经由延伸数十亿英里的无线电链路传回地球。
当图片传回地球的时候,它们让我们记住,一个由政府部门、学术界和商业合作伙伴组成的团队在灵感的启示下决意扩展科学前沿,探索太阳系的全新领域,因此在2015年,一个身居太阳系外围的小小星球捕获了我们的想象力。来自科罗拉多州玻尔得市(Boulder)西南研究所(SwRI)的新视野号首席研究员艾伦·斯特恩(Alan Stern)说:“很长时间以来,2015年都是我们团队的未来。
很难相信这么快它就变成了我们的过去。但这是怎样的一年啊——我们探索了冥王星,并由此创造了历史。我们发现,一颗小型行星的复杂度可以与火星这样的大型星球相比肩。”新视野号长期为人期待的旅程始于1月,此时距离发射已经过去了9年。当时它进入了第一个接近期,而这多个接近期的高峰就是在此之后6个月的第一次冥王星系统飞掠。
远距离摄影工作始于1月25日,它让任务科学家越来越好地看到了冥王星及其卫星的动力学演化,而这些图像发挥了至关重要的作用,让探测器飞过了剩下的1.35亿英里(2.2亿千米),抵达冥王星。它们还帮助任务科学家搜索了可能会在飞掠期间阻碍新视野号的碎片。在接下来的几个月里,探测器搭载的长程勘察成像仪(简称LORRI)拍摄了星场背景下的数百张冥王星照片,帮助小组估计新视野号到冥王星的距离。
虽然在5月之前,冥王星系统在照相机的眼中还只是明亮的光点,但探测器导航员使用这些照片设计了航线修正机动,并让探测器径直对准飞掠目标。4月,小组又增加了对冥王星系统若干次意义重大的观测,其中包括对冥王星及其卫星的第一次彩色和光谱观测,以及用于研究冥王星地表和大气,外加最大的冥卫——冥卫一地表的第一次紫外观测。
新视野号还开始拍摄一系列长时间曝光照片,其目的是帮助小组发现冥王星系统中的其他卫星或光环——不过他们从来都没有发现这些东西。新视野号小组花费了7周仔细搜索尘云、光环以及其他潜在的危险,最后决定探测器将保持穿越冥王星系统的原始航线,毋须进行后期的航线修正以绕过可能的危险。由于新视野号的飞行速度是每小时大约31000英里(约合50000千米),小如米粒的颗粒都可能是致命的。
为了抵达主要探测目标,新视野号飞行的距离要比任何航天器都远;同时,在长长的旅途中,它有三分之二的时间都是在休眠中度过的。小组在设计演练冥王星飞掠期间的每次机动和科学行动,并从里里外外了解他们的探测器。这样的准备工作就在飞掠之前遭遇了报应。7月4日,当探测器的主计算机尝试处理地球传回的指令,并同时压缩储存其中的科学数据时,它遭遇了过载,并按照设计需要切换到了备份处理器上。
这使得新视野号进入了“安全模式”,期间它停止了科学考察,指向地球,静静地等候操作员关于下一步操作的指示。修复工作迅速而彻底。任务工程师马上辨认出了问题所在,并在两个小时之内重新与探测器建立了联系。7月7日,复杂的飞掠指令(涉及新视野号科学仪器的关键指向)被重新加载,探测器做好了飞掠准备。在7月12日到18日这一周的时间内,新视野号的中心就是APL的科西亚科夫(Kossiakoff)中心。
将近250名媒体人、1600名嘉宾以及数百名职员在忙于从事专题小组讨论、新闻发布会以及相关的活动。一套完整的NASA电视台设备搭在了礼堂的地板上,用于飞掠报道,并将其播送以及在线广播给全世界。实际上,7月14日美国东部夏令时上午大约7时50分,在新视野号最接近冥王星前后,探测器是与地球切断联系的。不过小组以及嘉宾和各国电视观众都在为飞掠进行着喧闹的倒计时,其场面堪与纽约时代广场的新年除夕相比。
早间的网络节目直播了房间中美国国旗翻涌,欢呼和拥抱四起的现场画面。那天上午晚些时候,小组公布了一张惊人的冥王星图像,它很快就变成了冥王星的标志。这是新视野号进入飞掠静默期之前拍摄并传回地球的最后一张照片。不过7月14日最关键的传输并不包括照片。这是一系列遥测信号的爆发,设定于晚间9时过后不久抵达新视野号的任务操控中心,说明探测器状态良好,完成了任务。
悬念并没有持续太久,新视野号在4个多小时之前发出的传输信号抵达时间恰到好处。运营经理鲍曼宣布:“我们锁定了载波”,这说明NASA的深空探测网已经与新视野号取得了联络。然后遥测信号也接收到了,引发了任务运营中心的一阵掌声。在快速探寻探测器系统小组(全部认定新视野号“绿灯”大开)之后,鲍曼宣布:“我们的探测器状态正常,已经采集了所有的数据,现在正在离开冥王星。”
鲍曼带领着控制小组走到人山人海的礼堂中,并在那里与新视野号的其他小组成员一道接受了长时间的喝彩,这才开始了超级碗杯庆典一般的新闻发布会。这下只缺奖杯以及来自白宫的电话了——不过奥巴马总统确实在推特上表达了对NASA及小组的祝贺。在发布会的开始,博尔登说:“像新视野号小组带来的这种启示将让下一代仍旧保持浓烈兴趣,让他们取得自己的飞越。这是科学与探索的历史性胜利。
”第一批特写照片以不可思议的细节展示了冥王星与部分卫星的地表,它们是在次日传回地球的。在接下来的几天里,科学小组成员(自6月以来就驻扎在了APL)详查了冥王星数据和图像,其上展示出了流过地表的氮冰、堪比落矶山的山脉,还有可能仍旧地质活跃的区域。