“新視野號”探測冥王星及柯伊伯帶綜述*

鄭永春，胡國平

（1. 中國科學(xué)院國家天文臺中國科學(xué)院月球與深空探測重點實驗室，北京100012；2. 澳門科技大學(xué)月球與行星科學(xué)實驗室，中國科學(xué)院月球與深空探測重點實驗室伙伴實驗室，澳門）

“新視野號”探測冥王星及柯伊伯帶綜述*

鄭永春1，2，胡國平2

（1. 中國科學(xué)院國家天文臺中國科學(xué)院月球與深空探測重點實驗室，北京100012；2. 澳門科技大學(xué)月球與行星科學(xué)實驗室，中國科學(xué)院月球與深空探測重點實驗室伙伴實驗室，澳門）

0　引言

太陽系包含三個主要區(qū)域。一區(qū)為內(nèi)太陽系，包括水星、金星、地球和火星，稱為類地行星，均為巖石質(zhì)天體。二區(qū)為外太陽系，包括木星、土星、天王星和海王星，稱為類木行星，均為氣液態(tài)巨行星。其中天王星和海王星比較相像，又稱為冰巨星。一區(qū)和二區(qū)以距離太陽2.3～3.3天文單位的小行星帶為界。三區(qū)為海王星軌道以遠(yuǎn)的區(qū)域，包括柯伊柏帶（Kuiper Belt）、離散盤（Scattered Disc）和奧爾特云（Oort Cloud）。其中，柯伊伯帶距離太陽約30～50個天文單位，是位于海王星軌道以遠(yuǎn)黃道面附近、散布著大量冰凍小天體的環(huán)形區(qū)域，是太陽系里的“冷庫”；離散盤零星散布著主要由冰組成的小行星，其內(nèi)側(cè)與柯伊伯帶重疊，外側(cè)伸展到黃道的上下方；奧爾特云距離太陽5～10萬天文單位，由千億顆冰冷天體組成。1930年，羅威爾天文臺的觀測助理湯博，經(jīng)過8個月艱苦的巡天式觀測和仔細(xì)比對后，首次發(fā)現(xiàn)了冥王星。1978年，科學(xué)家在冥王星的附近發(fā)現(xiàn)了冥衛(wèi)一（卡戎，Charon）。而冥王星和卡戎所處的太陽系外緣一直被認(rèn)為是空空蕩蕩的，沒有其他大型天體。麻省理工學(xué)院的大衛(wèi)·朱維在1992年8月30日發(fā)現(xiàn)除冥王星和卡戎外的第一個柯伊伯帶天體——直徑250 km的小行星15760，半年后又發(fā)現(xiàn)第二個天體（181708）1993FW［1］，從而證實柯伊伯帶的存在。

由于冥王星距離太陽和地球十分遙遠(yuǎn)，要探測它既要飛行很遠(yuǎn)的距離，又要克服寒冷而陰暗的困難，所以對它的探測起步很晚。20世紀(jì)90年代末，NASA曾制定了一個名為“冥王星-柯伊伯快車”探測計劃，但是由于研制經(jīng)費超支等原因，后來取消了該計劃［2］。經(jīng)過天文學(xué)家們長期的各方面努力，NASA于2000年12月20日宣布重新論證冥王星計劃。但這次NASA提出了兩項苛刻的要求：一是探測器在須2015年前抵達(dá)冥王星，二是研制經(jīng)費必須低于5億美元。2001年12月，NASA宣布重啟冥王星計劃，探測器名為“新視野號”［3］。2006年1月19日14：00，“新視野號”在卡納維拉爾角成功發(fā)射，2007年2—3月飛越木星系統(tǒng)并借助木星引力加速，2007—2015年6月為行星際飛行，2015年7月近距離飛越冥王星和冥衛(wèi)——卡戎；2016年離開冥王星及其衛(wèi)星，探測柯伊柏帶其他天體，預(yù)計至少工作至2020年。它的飛行軌道和任務(wù)執(zhí)行時間見圖1［4，5］。

1　科學(xué)目標(biāo)與有效載荷分析

1.1科學(xué)目標(biāo)

隨著天文學(xué)家在柯伊伯帶不斷獲得新的觀測發(fā)現(xiàn)，“新視野號”的主要任務(wù)從冥王星擴展到整個柯伊伯帶［3，6］。

1）近距離飛越冥王星及其已知的5個衛(wèi)星。雖然，哈勃空間望遠(yuǎn)鏡此前的觀測沒有發(fā)現(xiàn)冥王星有新的衛(wèi)星或環(huán)帶系統(tǒng)，但如果它們太過暗弱，從遙遠(yuǎn)的距離上是很難發(fā)現(xiàn)的。因此，“新視野號”將探測冥王星是否存在未被發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星，調(diào)查冥王星是否擁有環(huán)帶系統(tǒng)，觀察冥王星表面是否存在撞擊坑或撞擊坑的多少，判斷柯伊伯帶天體相互碰撞的幾率。

2）考察柯伊伯帶的其他天體?？乱敛畮У奶祗w自從太陽系形成之初已存在，是太陽系各大行星形成后的殘渣，記錄著太陽系最初形成時的歷史，有助于理解太陽系和地球生命的起源。如果不了解柯伊伯帶，就較難完整理解太陽系的起源。對于這片太陽系里的新大陸，“新視野號”首席科學(xué)家艾倫·斯特恩指出：“太陽系中的這一區(qū)域存在諸多謎團(tuán)。探索冥王星和柯伊伯帶就像是在太陽系新大陸進(jìn)行的考古發(fā)掘工作。通過考察可以窺探到太陽系行星形成的最初狀態(tài)。”

最新的進(jìn)展是，巴西天文學(xué)家Gomes（2012）［7］注意到柯伊柏帶6顆天體（包括賽德娜，Sedna）都具有非常奇怪的高偏心率軌道，他分析了92顆柯伊伯帶天體的軌道，只有當(dāng)存在未知天體的攝動時，才能使這6顆天體的觀測軌道與計算軌道吻合。這個未知天體可能是距離太陽1500AU、體積約為地球4倍（大小與海王星相似）的行星，也可能是軌道橢率極大的火星大小的天體（直徑約為地球的1/2）。根據(jù)西班牙和英國天文學(xué)家的軌道計算結(jié)果［8，9］，推測在冥王星之外至少存在兩顆比地球還大的行星。當(dāng)然，這種計算由于用于計算的天體樣本數(shù)有限、且未知天體的位置和大小等參數(shù)都是不可預(yù)知的，因此計算結(jié)果可能存在很大的不確定性。人類發(fā)現(xiàn)海王星的過程就是通過計算得到大致位置然后被觀測所證實的，因此在柯伊柏帶或更遠(yuǎn)的太陽系空間存在未知行星是可預(yù)期的。由于這些天體非常暗弱而寒冷，距離十分遙遠(yuǎn)，很難從地球上觀測到，“新視野號”很可能是發(fā)現(xiàn)太陽系未知行星的重要機會。

1.2有效載荷

“新視野號”攜帶了7臺套共重30 kg的科學(xué)儀器［6］。其中光學(xué)設(shè)備有3臺。分別是：遠(yuǎn)程勘測成像儀（LORRI）、可見－紅外成像光譜儀（RALPH）、紫外成像光譜儀（ALICE），分別拍攝可見光、紅外和紫外圖片。另外4臺儀器分別是：太陽風(fēng)測量儀（SWAP）、無線電科學(xué)實驗儀（REX）、能量粒子譜儀（PEPSSI）、學(xué)生塵埃計數(shù)器（SDC），分別用于測量冥王星附近和表面的太陽風(fēng)、大氣、能量粒子和塵埃，各個科學(xué)儀器具體的性能參數(shù)見圖2。

1）可見-紅外成像光譜儀（RALPH）：拍攝冥王星及卡戎的表面地形，提供高清晰影像照片，分析表面物理現(xiàn)象和物質(zhì)組成，繪制地形圖，了解冥王星及卡戎的歷史。儀器分為兩部分，一為多光譜可見光相機（MVIC），另一為紅外光譜儀（LEISA），兩者共同使用一個6 cm鏡頭，用以調(diào)校焦距，收集影像。

可見光相機使用電荷藕合裝置（CCD），是近年所有外太空探測器的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。天體目標(biāo)的影像通過鏡頭后，再經(jīng)過四層濾鏡，在電荷藕合器成像。濾鏡分別包括一般用途的藍(lán)、綠、及近紅外濾鏡，以及專用于觀測甲烷的濾鏡。

紅外光譜儀測量熱輻射光譜，獲得物質(zhì)組成信息。根據(jù)哈勃望遠(yuǎn)鏡的觀測結(jié)果，冥王星表面以甲烷、氮、一氧化碳及冰為主，而卡戎則主要由冰組成。當(dāng)探測器接近它們時，透過紅外光譜儀觀察，可能會發(fā)現(xiàn)更多的其他物質(zhì)。

2）遠(yuǎn)程勘測成像儀（LORRI）：有一個直徑20.8 cm的鏡頭，同樣以CCD成像，但沒有濾鏡和活動部件，結(jié)構(gòu)比RALPH簡單得多。目的是為探測器提供詳細(xì)的空間信息，即探測器在飛行途中的精確位置。通過觀測特定星體，比較觀測資料，得出探測器在途中某一點的精確位置及相位，從而控制探測器進(jìn)行相應(yīng)的軌道調(diào)整。當(dāng)飛臨冥王星時，遠(yuǎn)程勘測成像儀同時拍攝冥王星表面影像，分辨率大致相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)足球場面積。

3）紫外成像光譜儀（ALICE）：測量由冥王星及卡戎輻射或反射的紫外線，獲得不同波長的圖像，研究它們的大氣成分、表面物質(zhì)組成和溫度。紫外成像光譜儀有兩種工作模式：（1）氣體輝光探測模式，當(dāng)探測器接近及離開冥王星時采用這種模式，目的是直接測量由冥王星及卡戎的大氣輻射或反射的紫外線，大多數(shù)時間采用這種工作模式。（2）掩星測量模式，當(dāng)探測器飛越冥王星之后，進(jìn)入冥王星日蝕陰影區(qū)時，即被冥王星星體遮掩太陽光的地方，通過測量透過冥王星大氣的太陽光，獲得冥王星大氣的成分、濃度和溫度分布。

4）太陽風(fēng)測量儀（SWAP）：主要用于測量冥王星附近的太陽風(fēng)特性，分析從冥王星大氣中逃逸出來的物質(zhì)和逃逸速率，尋找冥王星周圍的磁層。儀器內(nèi)部有一個低能等離子體探測器，測量范圍為30～7700 eV。

5）無線電科學(xué)實驗儀（REX）：當(dāng)“新視野號”位于冥王星的背面時，地球上的控制人員開始向冥王星發(fā)射無線電波。由于無線電信號在穿越冥王星大氣層時會產(chǎn)生一定的折射、畸變和時延，那些穿過冥王星大氣層的無線電波被飛船上的2.1 m直徑高增益天線接收后，無線電科學(xué)實驗儀就會比較穿越冥王星大氣前后的信號特征，分析出大氣中氣體分子的成分、密度、溫度及大氣結(jié)構(gòu)，繪制冥王星大氣層從高空到表面的溫度和密度曲線。

當(dāng)探測器近距離飛掠冥王星時，無線電科學(xué)實驗儀可以切換到輻射探測模式，直接測量冥王星發(fā)射的微弱的微波輻射，精確測量冥王星向陽面和背陰面之間的溫度變化。

6）能量粒子譜儀（PEPSSI）：該儀器由帶電粒子探測器組成，可以測量質(zhì)子、離子、電子等帶電粒子的成分和密度等特性。通過探測大氣層頂部的中性粒子被太陽風(fēng)激活而逃離大氣層的現(xiàn)象，推算大氣化學(xué)成分。

7）學(xué)生塵埃計數(shù)器（SDC）：由科羅拉多大學(xué)的學(xué)生在專業(yè)航天人員的指導(dǎo)下制造的，主要用于測量整個飛行過程中行星際塵埃粒子對“新視野號”的撞擊情況，包括粒子的大小、數(shù)量、撞擊飛船時的方向和飛行軌跡等。這些塵埃粒子主要來自從彗星逃逸的物質(zhì)和柯伊伯帶天體相互碰撞產(chǎn)生的殘片。

2　探測器方案與關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1探測器方案

“新視野號”發(fā)射時的質(zhì)量為453 kg。探測器外形像一把短鍬，其中鍬把是它的核電站，鍬身是探測器本體，鍬身上頂著的大鍋則是它的天線（圖3）。探測器本體為三角形，長2.1 m，最寬處約2.7 m，高0.7 m，大小相當(dāng)于一架鋼琴。

“新視野號”探測器的通信采用X頻段，包括一副直徑達(dá)2.1 m的高增益碟型天線、一副中增益碟型天線和兩副低增益寬波束天線［4］?！靶乱曇疤枴钡奶炀€比大多數(shù)深空探測器要大得多，這是由于距離遙遠(yuǎn)，信號微弱，所以需要一個很大的天線來接收和發(fā)送數(shù)據(jù)和信號。

“新視野號”有兩種姿態(tài)控制模式，在科學(xué)探測階段采用三軸穩(wěn)定和自旋穩(wěn)定模式；在巡航階段的休眠期和軌道修正機動時采用自旋穩(wěn)定，額定轉(zhuǎn)速為5次/s。

“新視野號”的推進(jìn)系統(tǒng)由16個單元肼推進(jìn)器組成，其中4個推力為4.4 N的推進(jìn)器主要用于修正飛行軌道，12個推力為0.8 N的推進(jìn)器主要用于使探測器自旋加速或減速?！靶乱曇疤枴惫矓y帶77 kg推進(jìn)劑，用于在航行過程中修正軌道或改變航向。在飛赴冥王星的過程中，它利用木星引力進(jìn)行輔助加速；在抵達(dá)冥王星的時候，它采用飛越方式探測，因此在靠近冥王星時無需減速使之進(jìn)入環(huán)繞軌道。這兩個因素使得“新視野號”攜帶的燃料比較少。

本次“新視野號”將不會對冥王星進(jìn)行長時間觀測，主要有兩方面的原因：一是探測器的飛行速度必須非?？欤拍艽_保在9.5年內(nèi)到達(dá)距離地球50億km的冥王星［10］。如果“新視野號”要進(jìn)入冥王星軌道，必須將速度降低90%，這就需要多1000倍的燃料消耗，而“新視野號”攜帶的燃料非常有限。二是“新視野號”一旦進(jìn)入環(huán)繞冥王星的軌道，就無法將來脫離冥王星引力去探測其他的柯伊伯帶天體。

2014年12月7日，在行星際飛行了48億km的“新視野號”被成功喚醒，此刻距離地球46.6億km、離抵達(dá)冥王星還有2.6億km。

2015年7月15日，當(dāng)“新視野號”距離冥王星約100萬km時，探測器上的科學(xué)設(shè)備開始工作，對冥王星和卡戎進(jìn)行全方位的探測并傳回探測數(shù)據(jù)。以光速傳輸?shù)奶綔y數(shù)據(jù)傳到地球需要4 h25 min。當(dāng)距冥王星16萬km時，探測器上的相機開始繪制第一批地圖，并在隨后的3個月里不斷拍攝照片和測量光譜。如果那時冥王星的大氣是凍結(jié)的，“新視野號”還能夠觀測到季節(jié)的變化。

“新視野號”與冥王星的最近距離將為9600 km；與卡戎的最近距離為2.7萬km，持續(xù)時間約為0.5 h。屆時，探測器將用可見光和近紅外相機拍攝最高分辨率為60 m、迄今為止最清晰的冥王星和卡戎照片。圖像質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過哈勃空間望遠(yuǎn)鏡拍攝的冥王星。如果幸運的話，“新視野號”有望拍攝到冥王星上的云層或噴發(fā)的冰火山。雖然科學(xué)家推測冥王星表面可能存在這些現(xiàn)象，卻從未被證實過。當(dāng)近距離飛過冥王星時，“新視野號”采集的數(shù)據(jù)量異常龐大，根本來不及向地球回傳。因此只能暫時存儲這些數(shù)據(jù)，并在隨后的1年多時間里陸續(xù)發(fā)送［4，11］。

“新視野號”對冥王星和卡戎的飛越觀測將持續(xù)6個多月，2015年7月之后將逐漸遠(yuǎn)離。在飛離冥王星和卡戎時，“新視野號”還將調(diào)轉(zhuǎn)鏡頭回望，利用低太陽照射角造成表面地形明暗的優(yōu)勢，證實冥王星和卡戎表面是否平坦，是否擁有類似彗星那樣的“尾巴”，是否擁有環(huán)帶，是否有未被發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星。

在完成對冥王星及其衛(wèi)星的飛越考察后，“新視野號”將在2017—2020年探測柯伊伯帶的其他天體，其中至少2個直徑為40～90 km，這一階段可能持續(xù)5～10年。如果一切順利，“新視野號”的壽命將在15年以上。

2.2長期休眠技術(shù)

由于冥王星遠(yuǎn)離太陽，飛往這些遙遠(yuǎn)天體的探測器需要具備一些基本條件：1）壽命長；2）必須采用行星借力飛行；3）采用核能發(fā)電機。接下來，我們將給出“新視野號”實現(xiàn)這些關(guān)鍵技術(shù)的具體方案。

為實現(xiàn)長壽命，所有的探測器系統(tǒng)都有備用設(shè)備，以確保系統(tǒng)出現(xiàn)問題時及時啟用備份系統(tǒng)；還有一個重要的手段，就是讓探測器長期處于休眠狀態(tài)，為了避免由于長期不工作所帶來的儀器不正常工作，地面控制人員需要每隔一段時間喚醒科學(xué)儀器，以保證它們的長期使用。

自2006年1月20日發(fā)射升空后，除了用4個月探測木星及其衛(wèi)星，“新視野號”上的絕大部分儀器處于休眠狀態(tài)，以節(jié)約能源，延緩設(shè)備老化，特別是降低地面維護(hù)和運營人員的開支。不過地球上的控制人員仍密切關(guān)注新視野的運行情況，每隔幾個月，探測器上的設(shè)備都會定期被喚醒以接受例行檢查，進(jìn)行軌道校正和儀器校準(zhǔn)，以保障航線正確和設(shè)備正常。此外，“新視野號”還會每周發(fā)回一個信號，這個信號被稱作“綠色信號燈”，目的是讓控制人員知道它仍然活著。

2014年8月，地面對“新視野號”進(jìn)行了一次例行檢查，上傳指令要求它按計劃于12月7日蘇醒。12月7日，地面收到了它從遙遠(yuǎn)的深空傳來的回復(fù)，確認(rèn)此指令已經(jīng)得到執(zhí)行。這次喚醒標(biāo)志著“新視野號”此行的主要目的——探測冥王星及其衛(wèi)星的任務(wù)正式開始了。從此，“新視野號”將一直保持“清醒”狀態(tài)，直到2015年7月14日，它在這一天抵達(dá)距離冥王星的最近位置。

喚醒后的數(shù)周內(nèi)，地面團(tuán)隊全面檢查了探測器的工作性能，測試了在飛越冥王星時需要用到的各種程序，確保探測器各個科學(xué)設(shè)備系統(tǒng)正常工作。結(jié)果表明，“新視野號”現(xiàn)在很“健康”，正安靜地在深空漫游。

2015年1月15日，“新視野號”上的所有系統(tǒng)將被喚醒，開始對冥王星和卡戎進(jìn)行探測。隨著探測器的逐漸靠近，冥王星和卡戎將從望遠(yuǎn)鏡觀測中的小亮點，展現(xiàn)出越來越多的細(xì)節(jié)。屆時，人類將首次獲得它們的標(biāo)準(zhǔn)照。

2.3木星借力技術(shù)

發(fā)射以后，“新視野號”直接進(jìn)入了地球和太陽的逃逸軌道，在最后完成加速關(guān)閉引擎時相對于地球的速度是16.26 km/s，相當(dāng)于58536 萬km/h，接近第3宇宙速度，成為人類有史以來以最快發(fā)射速度離開地球的高速飛行器。

由于超高速飛行，“新視野號”在發(fā)射后9 h就飛過了月球。而“阿波羅”載人飛船飛往月球用了3天，“嫦娥1號”奔月飛行用了13.5天，“嫦娥2號”奔月用了5天。

13個月后的2007年2月底，“新視野號”抵達(dá)了木星，離木星最近處約227萬km的位置。“新視野號”飛抵木星的目的也是為了加速。目的是借助木星的巨大引力進(jìn)一步提速到7萬～7.5萬km/h，加速飛向遙遠(yuǎn)的冥王星。

利用飛越木星的機會，“新視野號”對木星和它的200多個衛(wèi)星進(jìn)行了為期4個多月的考察［12］。主要探測了木星的大氣結(jié)構(gòu)及風(fēng)暴，以及木星及其衛(wèi)星的環(huán)帶結(jié)構(gòu)，通過帶電粒子流和極光遙感測量探測研究木星磁層。探測器還收集了木星主要衛(wèi)星的大氣層、物質(zhì)組成、表面結(jié)構(gòu)等信息。

2.4太空核能技術(shù)

由于冥王星和柯伊伯帶遠(yuǎn)離太陽，太陽輻射強度只是地球上的千分之一，太陽光要經(jīng)過4個多小時長途跋涉才能來到冥王星?！靶乱曇疤枴彼璧碾娏o法通過太陽能電池發(fā)電提供。為此，“新視野號”探測器攜帶了一臺放射性同位素溫差發(fā)電機［12］。核能發(fā)電機位于“新視野號”的尾部，內(nèi)裝10.9 kg二氧化钚，其中的钚-238衰變時會釋放出熱量，通過溫差發(fā)電提供穩(wěn)定的電力。所有的探測設(shè)備都將依賴這臺核能發(fā)電機供電，其產(chǎn)生的電力相當(dāng)于一對100 W燈泡。

由于擔(dān)心太空遭受核污染，科學(xué)家保證了“新視野號”的的燃料箱非常堅固，核能發(fā)電機所用的燃料被封裝在特制的球形防火陶瓷中，這種陶瓷有抗分解能力，不易與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而且外面的密封箱完全能經(jīng)受住墜地撞擊或空中爆炸的沖擊，發(fā)生意外災(zāi)難的幾率很小，即使發(fā)生意外，核燃料外泄的可能性微乎其微。

3　討論與結(jié)論

深空探測的目標(biāo)大多遠(yuǎn)離地球，開展深空探測一方面將牽引航天技術(shù)的提升，另一方面將擴大人類的認(rèn)知邊界［13］。與商業(yè)航天和應(yīng)用航天不同，深空探測的使命是認(rèn)識宇宙和自然界，深空是一項科學(xué)探測活動，也是全人類的共同使命。因此，在深空探測的任務(wù)實施中，應(yīng)想方設(shè)法吸引公眾的關(guān)注，盡可能讓普通人獲得親身參與感，以爭取民眾支持。在這一過程中，勇敢探索未知世界的科學(xué)精神被潤物細(xì)無聲地傳遞到每一個人身邊，從而提升公眾的科學(xué)素養(yǎng)。

隨著深空探測技術(shù)的發(fā)展，若干年以后，中國勢必也要發(fā)射穿越小行星帶的深空探測器，并對這個木星及以遠(yuǎn)的太陽系天體進(jìn)行探測。本次“新視野號”在太陽系遠(yuǎn)征中涉及的超長壽命航天器設(shè)計、行星借力飛行、超遠(yuǎn)距離測控通信和數(shù)據(jù)傳輸、太空核動力和能源供應(yīng)等關(guān)鍵技術(shù)，將是中國航天努力學(xué)習(xí)及突破的重要領(lǐng)域。

柯伊伯帶位于遙遠(yuǎn)的太陽系空間，寒冷而陰暗，探測難度很大。但是關(guān)于它們的研究對太陽系結(jié)構(gòu)的了解和未來的深空探測卻具有重要的意義。

首先，柯伊伯帶是太陽系的新大陸，它和奧爾特云這兩大區(qū)域至今還沒有被航天器探測過，我們對海王星之外的太陽系空間仍知之甚少，對太陽系結(jié)構(gòu)的認(rèn)識仍然不夠清晰。對于它的探測將進(jìn)一步加深人們對于太陽系結(jié)構(gòu)和全貌的認(rèn)識。

其次，冥王星及其衛(wèi)星作為行星胚胎，對研究行星的形成具有重要價值。由于遠(yuǎn)離太陽系的柯伊伯帶天體稀疏，受到的撞擊、太陽輻射等太空風(fēng)化較弱，可以保存更為原始的狀態(tài)。因此，對冥王星、冥衛(wèi)一等柯伊伯帶天體的探測，將對解答太陽系起源、行星起源等關(guān)鍵問題有重要意義。

最后，遠(yuǎn)征太陽系新大陸的深空探測將顯著牽引航天技術(shù)實現(xiàn)新突破?！靶乱曇疤枴北几翱乱敛畮У穆猛鹃L達(dá)9年，為延長探測器的壽命和減少地面維護(hù)的費用，探測器有2/3的時間是在休眠中度過的；為實現(xiàn)早日抵達(dá)冥王星，“新視野號”先飛抵木星開展飛越探測，并借助木星引力進(jìn)行加速；由于距離遙遠(yuǎn)，地面發(fā)出的指令要4.5 h之后才能被探測器接收到，數(shù)據(jù)傳輸鏈路和測控精度要求均大大提高；柯伊伯帶寒冷而黑暗，太陽輻射強度僅為地球上的千分之一，冥王星表面溫度低至零下212～234℃，因此必須研發(fā)高效核能系統(tǒng)以提供飛行動力和保溫。

責(zé)任編輯：王帥帥

摘編自《深空探測學(xué)報》2015年2卷1期：3～9頁，圖、表、參考文獻(xiàn)已省略。