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新視野 號曾抵達柯伊伯帶

在1970年,美國航空航天局的科學副總監Ernst Stuhlinger 博士收到了一封來自修女的信。修女在信中表達了自己的疑惑:

為什麼地球上的很多孩童都還沒有飯吃,而他卻花費了數十億美元的金錢去探索外天空?

博士在回信中表達到:

我們人類不能只看到眼前的危機,即使解決了目前的問題,但是因為根源沒有斷,也沒有探索精神,遲早有一天會更加無力地看到同樣的危機,卻沒有資源去解決。

新視野 號曾抵達柯伊伯帶

美國航空航天局NASA

的確,人類現在對於宇宙的探索越多,在未來的某個時刻就越能起到大作用。古人為我們留下了許多寶貴的知識,同樣的,我們也要為了子孫後代而奉獻。

到目前為止,人類已經在航天事業上已經取得了許許多多的里程碑,比如此前

美國發射的探測器新視野號就拍到了人類目前能看到的最遠的天體,

在此之前,人們還從外看過宇宙這麼遠的景象。

新視野 號曾抵達柯伊伯帶

新視野號拍攝到的最遠天體

太陽系‍邊界

眾所周知,太陽系是以

太陽

為中心,其他因為引力受到太陽約束而集結在一起的天體系統,

太陽系裡面包含行星8個、衛星500個、小行星120萬個、矮行星、彗星以及行星際物質。

太陽是由於一個巨型星際分子云發生了坍縮形成的,距今已經46億年,不僅時間久遠,範圍也廣袤無垠。

若將

海王星看

做是太陽系的邊界,那麼太陽離邊界有

60個天文單位

。已知一個天文單位有

1。5億千米

,所以60個天文單位有

90億千米

若將

奧爾特星雲

看做是太陽系的邊界,則太陽系的直徑達

20萬天文單位

。而根據科學家估計,人類現在想要到達奧爾星雲邊際至少需要

300年

新視野 號曾抵達柯伊伯帶

太陽系及其邊界宏觀概念圖

人類在航天事業的努力

人類為了更加具體的探索太陽系,已經向宇宙中發射過

人造衛星、探測器、載人飛船、空間站

等等。說起來,人類的太空探索之旅是從上個世紀中期才開始的,僅僅幾十年的時間,我們的進步令人感慨。

人造衛星

首先是人造衛星,在數千顆上天的人造衛星中,有

90%以上是應用衛星

,服務於人們的日常生活以及軍事,除此之外,還有一部分的

科學衛星和試驗衛星

1956年末,前蘇聯在和美國冷戰期間,得知美國將於9月進行火箭實驗,前蘇聯政府搶先首發了兩顆簡易的衛星。

新視野 號曾抵達柯伊伯帶

蘇聯第一顆人造衛星

在1957年10月4日,

“伴星”1號運載火箭

在拜科努爾將人類第一顆人造衛星送上太空,衛星順利進入地球軌道,自此人類開啟了航空探索的新開端。同年第二月,前蘇聯又發射了第二個衛星,繞地球飛了

5個月

而後,在1958年的1月31日美國緊跟其後,成功發射了

探險者一號

。探險者一號的作用對於當時來說意義非凡,因為它發現了地球上空的兩個輻射帶,人們稱之為“

範愛倫帶

”。

我國也在1970年4月24日,於酒泉衛星中心利用“

長征一號

”運載火箭將人造衛星“

東方紅一號

”帶上太空,“東方紅一號”的重量是前蘇聯“衛星1號”的2倍。

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中國東方紅一號

載人飛船

前蘇聯同樣也是世界上第一個發射載人飛船的國家。1961年4月12日,前蘇聯用“東方”號運載火箭發射了世界上第一艘

“東方”一號載人航天宇宙飛船

飛行員尤里·加加林成為世界上第一個航天員。

在四年後,前蘇聯的

列昂諾夫宇航員

完成了人類歷史上第一次太空行走。在次年,也就是1969年7月21日,美國

“阿波羅”11號

飛船成功完成了登月,轟動世界。

所以老師經常對學生說:雖然

阿姆斯特朗

只是在月球上走了一小步,但是對於人類來說,這是航天技術的一大步,更是人類文明的一大步。

新視野 號曾抵達柯伊伯帶

人類留在月球上的第一個腳印

登月後,前蘇聯發射了第一艘空間站,美國發射了第一艘太空梭,在1995年,美國的“亞特蘭蒂斯”太空梭與運行了9年的俄羅斯“和平”號對接成功。

人類最遠的探測

而儘管人類往太空發射了諸多人造機器,但是到目前為止,只有

旅行者1號和旅行者2號

飛的最遠,甚至飛出了太陽圈。

不過因為人類從來沒有去過那麼遙遠的距離,所以我們的航天技術還達不到獲取兩個旅行者號拍攝畫面的水平,只能利用

無線電波

勉強進行聯絡。

新視野 號曾抵達柯伊伯帶

無線電波

我們目前能看到的最遠的地方,是2019年新視野號在太空傳回的照片上的地方。透過這張照片,人類算是觸及到了

太陽系柯伊伯帶以及處在柯伊伯帶的一些奇形怪狀的天體

資訊。

柯伊伯帶

介紹柯伊伯帶

柯伊伯帶,同時也叫做倫納德-柯伊伯帶、古柏帶,被發現在海王星的外側,呈圓盤狀。

關於柯伊伯帶,科學家們早前就有一個猜想:既然位於火星和木星之間的小行星都是零散的小天體,說明這些都是太陽系的碎片,

被行星的引力所吸引而形成的“圓環”

。但是遙遠的海王星也具有行星才有的質量,這是否說明海王星的周圍也會有第二個行星帶存在呢?

新視野 號曾抵達柯伊伯帶

柯伊伯帶

美國天文學家

弗雷德裡克·倫納德

在發現海王星的軌道是向外被吸引後也認為,

海王星外側應存在一個天體群

而後,

荷蘭裔天文學家傑拉德·柯伊伯

透過觀察證實了這個觀點。1992年,天文學家

朱維特和學生劉麗杏

發現兩個候選的柯伊伯帶小天體,命名為

15760、(181708) 1993 FW。

而第二個行星帶正式被人們稱之為

柯伊伯帶

柯伊伯頻寬

25個天文單位

,比小行星帶重

20—200倍

。在柯伊伯帶中,天體非常密集,大部分都是由

水、甲烷、氨

構成的。

雖然天體有很多,但是直徑幾乎都在100公里以下,所以只有

300多個天體

能夠算成是小行星。近代第一個被發現的柯伊伯帶天體是

1992 QB1

,人們就把此後發現的同類天體統稱為

QB1天體。

新視野 號曾抵達柯伊伯帶

該圖描述了當時已知的QB1天體

人們在發現了柯伊伯帶之後,就認為

這已經是太陽系的邊界了

。但是當旅行者一號和二號飛過柯伊伯帶後,人們發現

柯伊伯帶僅僅只是到達了太陽風的位置

,而想要真正衝出太陽系,還要

突破浩瀚的奧爾特星雲的阻隔,這至少要花300年的時間。

所以人們開始研究

暗物質

以及關於

黑洞

的研究,試圖發現摺疊時間的秘密。美國也有很多公司在研究人體冬眠以及基因冷凍計劃等等,不過到目前為止,這些技術都沒有多少進展。

新視野 號曾抵達柯伊伯帶

奧爾特星雲所在位置

關於柯伊伯帶的照片

此前,在太空中飛行了數十年的

新視野號

一直追隨

MU69小行星

,順便觀察一下木星、冥王星。新視野號在到達了柯伊伯帶的位置時,拍下了小行星的照片並傳回地球。

照片上的柯伊伯帶佈滿了數不清的小行星,以至於人們根本無法區別MU69和其他小行星。

所以科學家們對照片進行了後期處理,將小行星們的光源抹去後,竟發現寒冷的柯伊伯帶的氣氛顯得非常寂靜冷清。

新視野 號曾抵達柯伊伯帶

照片處理前後對比圖

關於柯伊伯帶的天體

冥王星

太陽系的八大行星,水星、金星、地球和火星是巖態內行星,木星、土星、天王星、海王星是氣態外行星,位於火星與木星之間的是小行星帶,小行星帶中大約有50萬顆小行星。

在20世紀之前,人們一直以為海王星就是太陽系中距離太陽最遠的一個天體,它們之間有30多個天文單位的距離。並且,當時

只有旅行者二號成功到訪海王星

,並傳回了一張照片,所以人們對此深信不疑。

新視野 號曾抵達柯伊伯帶

海王星

但是隨著科學家們對海王星的執行軌跡的觀察,他們對此提出了質疑。果然在1930年,天文學家湯博在柯伊伯帶發現了比海王星更遠的

冥王星

的存在,人們就將冥王星列為

第九大行星

可是,在不久後,科學家們又發現冥王星太小了,質量比月球都小得多,最多隻能算作小行星。

而關於冥王星的探測是在2006年,美國為了探索柯伊伯帶發射了人類歷史上速度最快的航天器——

新視野號

,它在路過木星並拍攝了照片後,藉由木星的引力將速度激增了

14500公里每小時

,然後以

每小時84000公里

的速度飛向冥王星,終於在 2015年達到了冥王星。

新視野 號曾抵達柯伊伯帶

美國新視野號探測器

在觀察冥王星的過程中,新視野號於其最近的距離僅僅只有

1。25萬公里

,它拍下了大量照片讓人們第一次看清了陌生的冥王星。

冥王星的表面幾乎到是覆蓋著冰,地形有山和平原,大氣層稀薄。而冥王星的衛星卡戎,表面則有許多坑坑窪窪和裂縫,人們猜想這可能是由於被多次撞擊形成的。

值得一提的是,因為此次探索對於人類有著重大的意義,所以新視野號是攜帶著冥王星發現者

克萊德·湯博

的一部分骨灰向太空出發的,這也是湯博本人的遺願。

新視野 號曾抵達柯伊伯帶

冥王星

天涯海角

在完成了對冥王星的探索後,新視野號用了兩年時間一邊探索柯伊伯帶一邊朝著另一個目標飛去。這個目標就是一顆在1997年6月3日由天文學家

朱進與助手王嘉力、李向陽、馬春梅

發現的小行星。

國家天文臺將這顆

迄今為止人類航天探測器探測到最遠的一個天體

命名為“

天涯海角

”。這顆行星長得非常奇怪,表面是淡紅色,整體像一個扁的雪人,由一個大圓一個小圓拼在一起,

較大的部分叫天涯,直徑大約是20千米;較小的部分叫海角,直徑大約是16千米。

經過新視野號傳回來的圖片看來,

從天涯和海角的交匯處能看出這是一顆相撞後形成的小行星。

人們推測這兩個球體是慢慢靠近然後碰在一起,在經過了漫長的時間後,

表面的一氧化碳、甲烷、氮氣等慢慢昇華, 變成了現在相融的樣子。

新視野 號曾抵達柯伊伯帶

“天涯海角”小行星

同時,科學家還發現其表面的紅色是

由於紫外線長期照射天體中的含碳分子導致的,

所以,在天涯海角上很有可能存在過有機物,存在有機物就代表可能存在著生命。而這著實是人類無法沒有想象到的。

結語

當人們以為柯伊伯帶是太陽系的邊緣後,就對於探索太空的征程充滿了希望。但是當

奧爾特星雲

橫空出現在人類的面前時,我們也沒有喪氣。

宇宙是如此的浩瀚無窮,從古至今人們都在不斷努力探索著星河的奧秘。希望在不遠的將來,人類的科技能夠讓我們探尋更多的奇蹟,讓我們和我們的後代離太空更近一步!

新視野 號曾抵達柯伊伯帶

人類在太陽系的探索

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