项目化 跨学科主题 综合实践活动：

作者：韩晶晶

2014年12月6日晚，在美国约翰霍普金斯大学应用物理实验室的一个房间中突然爆发出热烈掌声——聚集在这里的研究者成功接收到了“新视野”(New Horizon)号飞船发送回的信号。这标志着“新视野”号已经从沉睡中醒来，开始向它的目的地——冥王星做最后的冲刺。

实际上，信号是在4小时26分钟前发出的。因为此时的“新视野”号已经远在距离地球46亿千米的地方了，以光速传播的无线电信号要耗费4个多小时才能抵达地球上的指挥中心。“新视野”号到冥王星的距离仅余2610万千米，预计在2015年7月飞掠冥王星，替我们探索这个身居太阳系偏远地区的寒冷天体。

寂寞的旅程

“新视野”号的旅程开始于2006年1月19日，它搭乘“宇宙神”5号(Atlas V)火箭在美国卡纳维拉尔角基地发射升空，从此离开地球，向太阳系边缘进发。就像我们乘火车时经常用睡觉打发漫长的旅途一样，“新视野”号在这段超过48亿千米、预计耗时9年多的旅程中，多数时间也是在梦中度过的。确切地说，它有1873天处于休眠状态。在休眠中，飞船上多数系统是关闭的，这样做的目的是减少设备的损耗，同时降低发生故障的概率。不过，每休眠一段时间，“新视野”号就会按照预定计划醒来一次，检查一下自己的身体，向地球家里报个平安。从2007年年中到2014年年底，“新视野”号总共睡了18次，时间从36天到202天不等。

“新视野”号是第一艘将进入脱离太阳系的轨道为直接发射目标的飞行器，这意味着它的运载火箭要有充足的动力。发射速度决定飞行器是否可以进入预定轨道，并且中途可以执行任务。“新视野”号的发射速度创造了最快纪录，它相对于地球的速度达到16.26千米/秒，是有史以来离开地球速度最快的人造物体。

9年时间看似很长，但与它的前辈们比起来，“新视野”号的速度可要快多了。当年，“旅行者”2号用了12年的时间才抵达海王星轨道，而“新视野”号只用了八年半。

寒冷的边疆

“新视野”号是人类第一个以冥王星和它的卫星冥卫一为目标的探测器。虽然冥王星已经被“开除”出行星队伍，但科学家对它的兴趣丝毫没有减弱。冥王星之所以被降级，是因为研究者在冥王星所在的柯伊伯带中找到了许多与它类似的天体。既然不能让柯伊伯带天体都成为行星，公平起见，只能让冥王星退出行星队伍。虽然在柯伊伯带找到了越来越多的天体，但我们对这类寒冷的冰质天体的了解仍然远远不够。冥王星是柯伊伯带最大的天体，距离地球也比较近，自然是最合适的研究对象。

柯伊伯带可以说是制造行星剩下的边角料。太阳诞生之初，气体和尘埃在它周围聚集成了一个旋转的圆盘。盘中的尘埃颗粒碰撞聚集在一起，变得越来越大，形成了直径超过1000米的巨大石块“星子”。一些星子继续长大，最终形成了包括地球在内的行星。剩下的星子有一些在气态巨行星的引力作用下，被抛到了远离太阳的地方，在太阳系的边缘构成了柯伊伯带。柯伊伯带天体依然保持着40多亿年前的状态，对它们的研究可以帮助我们更好地了解太阳系的早期演化以及行星的诞生过程。

柯伊伯带天体另一个让人感兴趣的原因是，它们可能是地球上的水的来源。虽然同样源于星子，但与形成地球的干燥星子不同，柯伊伯带天体诞生在距离太阳较远的寒冷地区，因此它们身上还保留着冰。一些科学家认为，远古的地球曾遭到大量来自柯伊伯带的小天体的撞击，从而获得了大量的水，形成了河流、湖泊和海洋。另外，这样的撞击也可能为地球带来了许多有机物，为生命诞生提供了原料。“新视野”号的一个重要任务就是研究冥王星和它的卫星表面的化学成分，帮助科学家寻找地球上水和生命起源的证据。