互动科普

新视野号是人类第一艘飞越冥王星的探测器。这个取得巨大成功的项目实际上历尽坎坷。首席科学家斯特恩曾表示：如果这个冥王星任务是只猫，它可能早就死了，因为猫也只有九条命。

状况不断的研制和发射

原以为此后的研制工作可以按部就班进行，但2004年底的一场变故，差点让新视野号胎死腹中。

在远离太阳的深空，太阳光非常微弱，新视野号探测器不可能再像探测月球和火星的探测器那样使用太阳能电池来供电，因此探测器将搭载一个小型核反应堆—同位素温差电池，利用放射性元素钚238衰变过程释放的热量，来为探测器上的各种电子设备供电。

根据设计方案，新视野号探测器共需要10.9千克富含钚238的二氧化钚，释放的能量相当于一对100瓦灯泡。但任务研制的紧要关头，设计团队突然接到通知，二氧化钚库存不足，无法满足探测器所需。后经多轮紧急协商与公关，NASA终于同意从其他项目的钚238储备中挪用一部分给新视野号。

核原料虽然解决了，新的问题接踵而至。由于担心太空遭受核污染，在新视野号发射前夕，数十名抗议者自发组织起来进行抗议。为此，新视野号团队举行数次发布会，告诉民众，核燃料被封装在特制的球形防火陶瓷罐中，这种陶瓷有抗分解能力，不会与其他物质发生化学反应。外面包裹的密封箱完全能经受住坠地撞击或空中爆炸的冲击，发生意外灾难的几率很小；即使发生意外，核燃料外泄的可能也微乎其微。为应对这微乎其微的可能风险，NASA和美国能源部也做了详细的预案，并组建了16个移动跟踪小组，部署了33个空气取样装置和监控器，以检测可能的核辐射。通过APL与政府部门的共同努力，探测器上的核反应堆最终得以通过。

为了让探测器在2015年抵达冥王星，需要用到行星借力飞行技术。为实现木星借力，新视野号的发射时机是非常有限的，需控制在2006年1月11～27日之间。若晚于1月27日，向木星借力的效果将大打折扣。如果1月29日发射，则新视野号于2016年6月12日才能抵达冥王星；若2月2日之后发射，新视野号将无法再从木星借力，飞抵冥王星的时间将长达12年。

尽管新的状况不断出现，新视野号总是能化险为夷。2005年9月，新视野号终于进入位于美国佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心进行最后的装配和调试，发射时间确定为美国东部时间2006年1月17日13时24分。

由于地面突然刮起强风，错过了第一个发射机会。第二个发射机会来临时，负责探测器地面操作的APL控制中心又突然停电。两度被推迟发射之后，1月19日14时第三个发射机会到来时，斯特恩和他的“冥王星地下党”们终于目送新视野号飞出地球。

任务团队再遭打击

新视野号探测器仅仅发射8个月后，任务团队又遭受了一个始料不及的打击。2006年8月24日，国际天文联合会（IAU）第26届大会通过第5号决议，修改了行星的定义，冥王星被踢出“九大行星”行列，降级为“矮行星”。

当新视野号发射时，它的目标是太阳系最后一颗未被航天器探索过的行星，肩负着NASA实现探索全部行星的梦想。而如今，虽然探测目标还是那颗星球，但它的地位却从九大行星之尊一落千丈，变成了编号为134340的小行星。

斯特恩必须对此表明自己的态度。正如2010年2月18日他在接受太空科学网站“地球天空”(Earthsky）采访时表示，他从小在教科书上学到的就是太阳系有九大行星，现在发现的许多和冥王星一样的天体，它们都绕着太阳转，都是球体，天文学家应该将这些天体纳入行星队伍，而不是简单地减少行星数量。他说：“这些天体有内核、有大气层、有四季变化、有极地冰冠、有卫星，除了质量大小之外，我看不出它们与IAU认可的行星有什么区别。”斯特恩打了个形象的比方：“吉娃娃再小，它也是条狗。”

天文学家自然有他们的理由，他们认为：行星应该是绕恒星运转，质量足够大到成球体，不是卫星的天体，必须具有清除轨道区域内大小相当天体的能力。冥王星虽然满足了其他所有条件，但它的质量仅占其轨道上所有其他天体质量之和的7%，显然说明它没能清空自己的轨道，因而不能称为行星。

稍稍聊以安慰的是，天文学家为冥王星等5颗天体新设了一个分类—矮行星，这让冥王星多少保留了一点面子。

图. 艾伦·斯特恩（左）和科学教育家比尔·奈（右）向冥王星致敬。他们依然认为冥王星应该是太阳系的第九大行星。图/Navid Baraty

十年漫漫追星路

在新视野号飞赴冥王星的十年漫漫追星途中，不可避免地会出现故障。因此，虽然新视野号可供搭载的重量资源十分有限，但在设计探测器时，工程师们仍然给探测器上的所有设备都至少准备了一套备份。

新视野号发射后的第13个月，探测器抵达木星轨道，被木星引力加速“甩”向冥王星。在此过程中，新视野号对木星及其伽利略卫星进行了成像探测，目的除了探测木星系统外，也是为了检验探测器上各项指令的执行情况和设备的状态。

在此后的八年半中，新视野号上的大部分设备被关闭，探测器处于“休眠”状态。每周，探测器会定时向APL的地面控制中心发送一个“平安”信号，告知它自己还“活着”。每年，探测器会“苏醒”50天进行“年度体检”。这一方面节省了探测器上的能源消耗，更重要的是，使得地面控制中心不需要长期监视和维护新视野号的运行，大大降低了任务运营开支。

新视野号的“妈妈”(任务运行经理）用一只喜爱冬眠的棕黑色泰迪熊玩具代表探测器，放在自己的办公桌上。当探测器处于“休眠”状态时，泰迪熊会戴上睡帽，盖上被子，表示它正在睡觉；当探测器“苏醒”时，它会戴上派对帽，等待任务团队的其他成员来参加聚会。

在飞离地球7年半后，2013年7月5日，新视野号被唤醒，任务团队开启了探测器上所有的仪器设备，完整地演练了飞越冥王星时的探索任务，这是最后一次检查探测器健康状况、修正错误的机会。为期9天的任务演练进展顺利，没有发现问题。2014年12月6日，探测器正式结束“休眠”。2015年1月15日，距离地球48亿公里的探测器进入工作状态。

从1989年首次提出设想，到2003年获得批准，再到2006年发射升空，历经十年漫漫征途，新视野号终于在2015年7月14日飞越冥王星，而它的探索使命将延续至2030年左右。

据统计，在太阳系探索领域，足够幸运的科学家一生中至多能够参与2.5个探索项目。从斯特恩等首次提出探测冥王星的设想开始，已经过去了整整26年，而离任务结束可能还需要15年。新视野号任务几乎耗去了他们大半生的科学生涯，任务团队中的一些人仅仅经历了新视野号的播种阶段，而没能等来这收获的一刻。

在团队中，担任首席科学家的斯特恩被称为“冥王星先生”。这个中等身材、身体强壮的中年人对探索冥王星拥有异乎寻常的热情，意志特别坚定，他的热情也激励着团队中的每一个人。团队元老林斯科特说：“我们聚在这里，是因为我们怀着探索冥王星的共同梦想。”团队元老布伊说：“这26年是一段漫长却十分充实的旅程。”团队成员申克说：“对我们来说，这是今生唯一的机会。”

强大而纯洁的梦想、出类拔萃的才华、坚韧不拔的意志，终于成就了人类历史上的首次冥王星探测。冥王星从原本只有望远镜中才能看到的非常暗淡的小圆点，变成了具有“爱心”和活力的“萌王星”；从与我们的日常生活毫不相干的、遥远的外太阳系天体，成为了我们生活乐趣的一部分。这就是太阳系探索的魅力所在。面对一个未知的世界，一切都是新发现，这极大地满足了人类好奇和探索的天性。

（本文发表于《科学世界》2015年第10期）