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新地平线号探测器,飞越冥王星,科学家:很有可能冲出太阳系

来源:网络 编辑:小彩 更新:2026-07-30

作为最有希望飞出太阳系的五颗探测器中,就有这颗探测器。


不过它的存在感太低了,很多人都听过旅行者1号和旅行者2号,对先驱者10号和先驱者11号也略有耳闻。


但是对于这颗探测器了解的却不多,它就是新地平线号探测器。

它于2006年1月19日成功发射,并于2015年7月14日成功飞掠冥王星。


它的主要任务就是探测冥王星,以及冥卫一和柯伊伯带的小行星群。


就在2019年的时候,新地平线号探测器成功飞越了人类迄今研究过的最遥远的天体。

飞行的距离早已超过64亿公里。


那么这颗探测器到底有什么了不起呢?今天我们就一起好好地了解一下这颗容易被忽略的探测器。

新地平线号探测器

作为人类发射过起始速度最快的太空探测器,它的最高速度达到每秒16.26公里。

而且它还是人类历史上首次探测冥王星的探测器。


它提供了大量有关冥王星的珍贵数据,揭示了冥王星的地貌、大气层和卫星等重要信息,使我们对这颗神秘的冥界行星有了更深入的了解。


而在飞越冥王星之后,新地平线号的任务并未结束。


它还继续向科学家提供有关柯伊伯带的数据,并且在2019年1月1日,它飞越了名为"阿罗科斯"的柯伊伯带天体,另外这颗天体还有另一个浪漫的名字:"天涯海角"。

这颗天体也是迄今航天器造访过的太阳系内最遥远天体,距地球约66亿公里。


新地平线号探测器通过这次飞行任务,验证了我们对太阳系外缘的一些猜测,也帮助了人类可以更好地理解太阳系的起源和演化过程。


新视野号为冥王星提供了详细且高分辨率的图像和数据。

这些图像揭示了冥王星的地貌、地质特征、大气层成分和环境等重要信息。


通过这些数据,科学家能够更好地了解冥王星的形成和演化过程,对太阳系的起源和宇宙的理解提供了重要线索。

新地平线号探测器的技术含量

新地平线号探测器使用了多项高科技技术,比如太阳能电池板。


它搭载了大型太阳能电池板,利用太阳能将光能转化为电能,为探测器提供所需的电力。


同时还运用了核能源,为了支持长期和远距离的任务,新地平线号还搭载了放射性同位素热电发电机,通过核反应生成热能,进而转化为电能。


其次就是运用了恒星导航,新地平线号使用了星敏感器,通过观测星星的位置和运动,进行航天器的导航和定位,以确保其准确进入目标轨道。

这里可以讲一下这个星敏感器,这是2005年才出现的航天科学技术名词,它的工作原理就是通过参照天空中的恒星,再结合测量不同位置的恒星进行计算,从而为卫星以及各种探测器提供高精度空间方位,避免探测器出现偏航。


星敏感器包含了非常多的先进技术,比如光学系统、CMOS图像电路、FPGA处理电路、DSP数据处理电路等等。


除了这些之外,新地平线号探测器上还有惯性导航系统,这也是星敏感器的一种功能。

就是利用陀螺仪和加速度计等设备来测量探测器的加速度和角速度,从而推算出位置和姿态信息。

而高分辨率成像设备包括多谱段照相机和光谱仪,则用于捕捉和分析目标天体的图像和光谱信息,以研究其地质特征和组成成分。


为了能够更快更高效的传输和存储,新地平线号采用了高速数据传输系统和大容量存储设备,以确保探测器能够有效地获取、处理和传回给地球详细精准的数据。


最后就是自主导航和避障系统,这大大降低了探测器的碰撞和安全风险,新地平线号搭载了自主导航和避障系统,利用激光雷达、相机和其他传感器来感知周围环境,并做出相应的航行调整。

飞出太阳系有多难

作为最有可能飞出太阳系的探测器之一,这本身就是一种能力的体现,因为我们的探测器想要飞出太阳系,确实太难了。


要知道太阳系的直径约为287.46亿公里,就以目前速度最快的新地平线号探测器,飞行到冥王星也花费了七年时间,这就需要探测器具备足够的速度和燃料,以及耐久的能源供应。


其次就是寒冷的太空环境,在太阳系的边缘,例如冥王星,温度非常低,接近绝对零度。


探测器必须能够在极端低温条件下正常运行,同时保持自身的热平衡,以防止冻结和损坏。


然后就是航行路径的合理规划,要知道太空中存在着很多未知的危险,撞击到任何小型物体,都有可能给探测器带来毁灭性的破坏。


所以飞越太阳系时需要精确计算和规划航行路径,以避开这些天体,并尽可能减少风险和碰撞的可能性。

还要考虑通信延迟,当探测器离地球越远时,通信延迟也会越大。

这意味着与探测器的实时通信变得困难,需要使用复杂的通信系统和协议来处理延迟和数据传输的挑战。


而最难的就是能源供应,虽然探测器上安装有太阳能电池板,但随着探测器越来越远离太阳,能量也会逐渐减弱。


因此,太阳能可能无法为探测器提供足够的电力,需要采用其他能源来源,例如核能源或放射性同位素热电发电机等等。


虽然新地平线号探测器很容易被人所忽视,但它所做出的成就是有目共睹的。


而且有趣的是,这颗探测器仅耗资约7亿美元。

要知道1977年发射的旅行者一号,就足足耗资3.5亿美金,由此可见,新地平线号探测器的性价比之高,让人惊讶。

一光年有多远?人类探测器飞了50年,才飞了一光天?

一光年到底有多远?为什么人类的探测器飞了快五十年,却连这段路的百分之一都没走完? 更扎心的是,就算你真的飞到一光年外,也还没到最近的另一颗恒星。

你甚至可能还在太阳系外围,连这片家门口的荒地,都没有彻底穿过去。

你肯定听过答案:一光年,大约九万四千六百亿公里。

可这个数字太大了。

多念一个零,少念一个零,对你的感觉几乎没有区别。

所以这一次,我们换一把尺子。

把太阳缩成一颗直径两点五厘米的玻璃球,放在你面前。

地球跟着缩小,只剩一粒细沙那么大。

你把它放到距离玻璃球两米七的位置,地球轨道就摆好了。

接下来往外走。

走过木星、土星,一直走到八十多米外,你终于放下海王星。

整个八大行星的地盘,看起来也就一个足球场的尺度。

那么,一光年的刻度,应该放在哪里?球场外面?隔壁街道?还是城市另一头? 都不够。

你得从这颗玻璃球出发,走出去大约一百七十公里。

记住,地球才在两米七外。

海王星才在八十多米外。

而你现在要跨过的,是一段足以连接两座城市的距离。

沿途绝大多数地方,连一颗行星都没有。

你以前看到的太阳系示意图,把行星挤得整整齐齐,却很难让你真正感受到,它们之间到底空成什么样。

如果把人类的探测器,也放进这套模型呢? 旅行者一号,一九七七年出发,掠过木星和土星,一路飞向太阳风影响之外。

它每秒能飞十七公里。

你眨一下眼,它就已经越过一座城市的一部分。

可持续飞行近半个世纪,它在这套模型里,也不过走到距离玻璃球几百米的地方。

前面那条通往一光年的路,依然长得几乎看不到尽头。

按每秒十七公里算,飞完一光年,需要大约一万七千六百年。

你出发时留下的城市,可能已经消失。

你说的语言,可能早就没人听得懂。

而飞船,还在赶路。

你可能觉得,这不公平。

旅行者一号毕竟是几十年前的技术。

换一台快得多的探测器,总能把时间压下来吧? 帕克太阳探测器,在最接近太阳时,速度能达到每小时约六十九万公里。

假设它能一直保持这样的速度,飞完一光年,仍然需要一千五百多年。

而且,这已经是一个过于理想的假设。

帕克的极速,来自它沿轨道冲向太阳时的加速。

离开太阳之后,它会减速。

那个惊人的纪录,不能直接变成一张通往恒星的车票。

不过,先让我们跳过这些困难。

假设未来的你,终于抵达一光年外,在那里建起了一座太空站。

你回头看,太阳还看得见吗? 看得见。

它不会彻底淹没在星海里,仍然会是一颗非常明亮的星。

但你熟悉的金色圆盘消失了,剩下的,只是一个指向家的光点。

抵达这里的阳光,比地球附近微弱了约四十亿倍。

能看见它,不代表还能靠它照亮身边的世界。

就像远处一盏灯,你知道它亮着,脚下却依旧一片漆黑。

至于地球,那颗你想念的蓝色星球,肉眼已经根本找不到。

它自己不会发出可见光,只能反射太阳的光。

那一点微弱的亮度,几乎淹没在太阳旁边。

更让人难受的是,就算设备足够好,让你看清了家乡,你看到的,也是一年前的地球。

因为光从那里来到你的眼睛,已经走了整整一年。

这时候,你想给家里发一条消息。

今天是家人的三十岁生日。

你对着镜头说出生日快乐,按下发送。

消息离开天线,穿过黑暗,等它抵达地球,那个人已经三十一岁了。

对方看完,立刻回复一句谢谢。

你再收到这两个字时,又过去一年。

一来一回,两年。

这里最奢侈的东西,可能就是一次普通的聊天。

你问家里今天怎么样,等到回答抵达,那个今天,早就变成了两年前。

你换更好的天线,能让画面更清楚,声音更清晰,却不能把这一年变成一秒。

无线电和激光,在真空中都以光速传播。

设备可以升级,距离带来的等待,却不会自动消失。

如果太空站突然出了故障呢?你向地球求救,就算那边的人收到后立刻想出解决办法,操作指令也要等两年,才能回到你手里。

真正走进星际空间,你得先学会自己解决问题。

因为在这里,连一句别着急,都可能来不及。

可一光年外,到底有什么在等你? 没有一堵墙,没有一条天然边界,也没有一颗刚好停在那里、等你登陆的星球。

这只是人类在宇宙里画下的一道刻度。

我们认为,远离行星轨道的地方,还分布着奥尔特云中的冰冷天体。

它的范围仍有不确定性。

一光年的终点,甚至可能还没有超出这片遥远的区域。

穿过太阳风形成的边界,和离开所有绕太阳运行的天体,并不是同一件事。

而最近的另一颗恒星,比邻星,距离我们约四点二四光年。

你费尽力气走完这一光年,连去它那里的四分之一路程,都还没走到。

所以,下次再听见一光年,不妨想想那颗玻璃球。

地球在两米七外,你站在一百七十公里外。

脚下没有路灯,没有补给,也没有能立刻回答你的人。

而这段让人类飞上一万多年、让一句问候往返两年的距离,在宇宙里,却只是尺子上最开始的一个刻度。

太阳系要提前散伙了?肇事者竟是它自己

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经过成千上万次扰动后,外围行星轨道将被打乱,太阳系也会提前“散伙”。

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