​第五个越过50天文单位的探测器，新视野号继续向太空深处进发

第五个越过50天文单位的探测器，新视野号继续向太空深处进发

美国宇航局的新视野号探测器到达罕见距离，与最远的旅行者号遥遥相望

冥王星航天器即将跨越50天文单位的门槛。

美国宇航局新视野号航天器的渲染图，它达到距离太阳50天文单位处（即日地距离的50倍），这一距离在历史上仅有四个机械探测器到达过。为了庆祝这一里程碑式成就，新视野号将其相机对准了旅行者1号的方向——那是距离地球最为遥远的航天器（黄圈标记处）。

(图片来源：美国宇航局/约翰·霍普金斯大学应用物理实验室/美国西南研究院)

新视野号已经离家很远、很远。

在以创纪录的速度从地球发射15年后，在成为有史以来第一个飞越冥王星的航天器6年后，美国宇航局的新视野号探测器即将到达一个里程碑式的距离——历史上只有四个机械探测器越过了它。

新视野号将到达距离太阳50天文单位的地方——或日地距离的50倍，也就是46.5亿英里（75亿公里）。在这般遥远的距离下，即便以光速传输，从新视野号发出的信号也需要超过6.5小时才能到达地球。

目的地冥王星：美国宇航局的新视野号任务图片

“我只想到了任务的艰巨性，”科罗拉多州博尔德西南研究所的新视野号项目首席科学家阿兰·斯特恩在接受网站“宇宙收集（collectSPACE）”采访时说，“自旅行者号越过这一距离之后，一整代的人都没有再到达过。我们的新视野号是目前唯一在外日光层和柯伊伯带飞行的航天器。”

目前位于冥王星以外柯伊伯带的美国宇航局的新视野号，只是到达过距离太阳50天文单位（即日地距离的50倍）的五个航天器中的一个，它仍在飞出太阳系的路上。 (图片来源：美国宇航局/约翰·霍普金斯大学应用物理实验室/美国西南研究院)

远在天边

新视野号是目前距离地球第五远的航天器。

先驱者10号于1972年发射，是第一个穿过小行星带并飞越木星的探测器，于1990年9月22日到达50天文单位距离。2021年，它距离地球大约129天文单位距离。

它的姊妹探测器，先驱者11号，比它晚一年（即1991年）达到50天文单位距离。先驱者11号于1973年发射，它不仅飞越木星，还是第一个直接观测土星的探测器。2021年，它距离地球约105天文单位距离。

美国宇航局于1977年9月5日发射旅行者1号探测器，比其姊妹探测器旅行者2号晚16天。旅行者1号观测了木星和土星，而旅行者2号飞越了天王星和海王星。2021年，旅行者1号距离地球152天文单位，旅行者2号则在127天文单位处。虽然先驱者10号和先驱者11号多年前就停止了运行，但两个旅行者号探测器彼时仍然活跃。科学家们预估，在2025年之后，旅行者1号会彻底和地球失去联系，成为漂浮在宇宙中的一艘“流浪探测器”。

两架先驱者号和两架旅行者号如今都非常遥远，它们都不是离新视野号最近的探测器。美国宇航局的朱诺号航天器，现在运行在绕木轨道上，是距离新视野号更近的探测器。

斯特恩说：“在非常遥远的未来，新视野号将离其他探测器更远，而更接近旅行者号和先锋号，但永远无法超过它们，因为那四个探测器中有三个的速度都比新视野号快。”

为了强调旅行者1号已经走了多远，美国宇航局在1990年将探测器的相机转向内太阳系，当时它距离地球大约40.11天文单位。由此产生的马赛克照片，现在被称为“全家福”——照片上有六颗行星：金星、地球、木星、土星、海王星和天王星，每个行星都只有几个像素那么大。

在距离太阳50天文单位的地方，新视野号无法做到这一点。

斯特恩表示：“根据计算结果，如果我们对准太阳拍摄内太阳系全家福，新视野号的成像仪将会被烧毁，”他指出，即使在如此远的距离，太阳对探测器的远程勘测成像仪来说依旧太亮了，该成像仪是为拍摄冥王星的暗淡光线而校准的，“所以直到我们穿过柯伊伯带的几年之后，我们都不想这样做。”

作为替代，斯特恩和他的团队将新视野号成像仪指向旅行者1号，这是位于柯伊伯带的探测器首次拍摄另一个更加遥远的、正在穿越星际空间的探测器。

“当然，我们没有真的看到旅行者1号，它的光芒太微弱了，但我们对星域进行了成像，”斯特恩告诉“宇宙收集”网站，“我们用相机看了看最远的探测器所在的地方，从我们在柯伊伯带的探测器拍摄了那片星域的照片。对我来说，那种美令人神往，尽管它只是一张遍布星星的照片。”

“这既是对执行星际探索先锋任务的旅行者号的敬意，也表明我们现在的工作。”

旅行者号40周年：美国宇航局史诗般的“巡视”任务中的40张照片

为了纪念达到50天文单位处，美国宇航局的新视野号将其相机指向旅行者1号的方向（黄色圆圈标记处）。在拍摄这张图片时（2021年），在距离新视野号约100天文单位的地方，旅行者1号光亮太过微弱，无法分辨。 (图片来源：美国宇航局/约翰·霍普金斯大学应用物理实验室/美国西南研究院)

翻山越岭

到达距太阳50天文单位处不仅仅是一个整数距离里程碑，还意味着新视野号现在所做的一切都超过了其设计时的预期寿命。

斯特恩解释道：“当你设计一个航天器时，你需要做的第一件事就是设置必要条件，其中必须设定的一个就是航天器的最远运行距离。如今我们在设计时总是留有余地，以便能做得更好。但我们必须有一些目标，如果我们越过那条目标线，就可以宣布胜利——航天器完成了它的设计目标。”

“那条目标线就50天文单位。”

新视野号在2015年7月第一次飞过冥王星，并且第一次近距离观察这颗天体及其卫星，当时航天器距离太阳39.2天文单位。随后，在2019年元旦，新视野号进行了历史上最远的飞越（到2021年为止），在距离太阳43.4天文单位处对一个小型柯伊伯带天体（“阿罗科斯”）进行了第一次近距离观测。

“我们仍在不断获取那次飞越中的数据。另外，在我们飞越柯伊伯带的同时，我们还在做另外三件事：研究日光层环境、等离子体、星际尘埃和气体；研究其他柯伊伯带天体，其中的30多个我们已经知晓，通过无法从地球或任何其他航天器实现的方式进行了观测；我们还使用位于夏威夷的斯巴鲁望远镜（亦称昴星望远镜，是世界上最大的望远镜之一），来寻找新的柯伊伯带天体进行研究。我们希望能找到一个新的飞越目标，因为新视野号仍有燃料，所以能够再进行另一次飞越。”

科学家团队希望能在新视野号能量耗尽之前找到另一个飞越目标。尽管它从一个核电池（放射性同位素热发电机，英文简称RTG）中获取电力，但它的钚电源每十年就会少产生33瓦的电力。到21世纪30年代末，当新视野号大约抵达太阳100AU的位置时，它可能会因为电力不足而停止运行。

即使新视野号不能到达100AU，斯特恩也对这项任务已经经历的部分印象深刻，团队所取得的成就更是让他记忆犹新。

“旅行者号的团队有450人，新视野号则是大约50人，大约是小10倍的规模，”

“当我想到我们的团队在这15年里仅用一个航天器、在没有备份的情况下所取得的成就：一路走来，第一次研究冥王星，第一次研究柯伊伯带，现在又越过了50天文单位的里程碑，那可是设计它时规划的最远航行距离。这对我来说简直就像科幻小说，”斯特恩表示，“我不得不掐自己一下才能相信事实，这群人居然能够做到这件事，它比生命的意义都大得多。”

BY:Robert Z. Pearlman

FY: 雨上萧

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选文：天文志愿文章组-

翻译：天文志愿文章组-雨上萧

审核：天文志愿文章组-

终审：天文志愿文章组-零度星系

排版：天文志愿文章组-零度星系

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参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自：https://www.space.com/new-horizons-spacecraft-50-au-voyager-photo

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