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冥王星 到底是什么樣的科學(xué)技術(shù)才能讓新視野號(hào)宇宙飛船探索冥王星呢？

冥王星距離我們非常的遙遠(yuǎn)，平均距離大約是地球到太陽距離的40倍，要探索這么遠(yuǎn)的天體需要相當(dāng)尖端的科學(xué)技術(shù)，美國航太總署（NASA）掌握哪些先進(jìn)的技術(shù)讓新視野號(hào)達(dá)成探索冥王星的任務(wù)呢？
冥王星 到底是什么樣的科學(xué)技術(shù)才能讓新視野號(hào)宇宙飛船探索冥王星呢？
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新視野號(hào)拍攝的冥王星影像。影像來源NASA
旅行者任務(wù)（Voyager program）是美國航太總署相當(dāng)成功的外太陽系探索計(jì)劃，這項(xiàng)任務(wù)由兩艘相同的旅行者太空船組成。旅行者2號(hào)于1977年8月20日發(fā)射，16天后（1977年9月5日），旅行者1號(hào)也從佛羅里達(dá)州的卡納維爾角出發(fā)。為什么先發(fā)射的旅行者太空船是2號(hào)，而不是1號(hào)呢？這是因?yàn)槁眯姓?號(hào)雖然較晚發(fā)射，但是后發(fā)先至，旅行者1號(hào)比2號(hào)先抵達(dá)木星和土星，所以后發(fā)射的稱為旅行者1號(hào)。
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旅行者2號(hào)飛掠木星、土星、天王星和海王星，是唯一一艘探險(xiǎn)過天王星和海王星的太空船，我們現(xiàn)在對(duì)這兩顆行星的認(rèn)識(shí)，很大一部分都是從旅行者2號(hào)飛掠獲得的。
旅行者1號(hào)的旅程原本可以在經(jīng)過木星和土星后直達(dá)冥王星，但是后來決定轉(zhuǎn)向探索土星的衛(wèi)星泰坦。泰坦是一顆擁有濃厚大氣的巨大衛(wèi)星，科學(xué)家推測(cè)那里可能有生命存在，所以泰坦成了旅行者1號(hào)的探索對(duì)象。轉(zhuǎn)向泰坦后，旅行者1號(hào)就無法探訪冥王星，要拜訪冥王星就只有等下一艘太空船，不過這一等就是幾十年。
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因?yàn)槟承┮蛩兀绹教偸鸬母邔硬⒉恢匾曏ね跣堑挠?jì)劃，甚至百般阻撓。雖然美國航太總署愿意出資冥王星計(jì)劃，但是提供的經(jīng)費(fèi)只夠建造太空船，沒有錢支付升空的火箭費(fèi)用。空有太空船，沒有火箭飛離地球也沒用，這讓冥王星任務(wù)計(jì)劃主持人艾倫．史登（Alan Stern）相當(dāng)頭痛。
為了解決火箭的問題，艾倫．史登想到俄羅斯的質(zhì)子火箭，如果俄羅斯愿意提供火箭就可以解決這個(gè)問題。艾倫．史登親自飛到莫斯科，俄羅斯的答覆是可以，不過太空船上要攜帶一項(xiàng)俄羅斯的儀器，這個(gè)條件聽起來很合理，讓美俄攜手探索冥王星成為可能。
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眼看問題就要解決，不過這樁美俄合作的好事，卻因?yàn)殡姵氐膯栴}無法繼續(xù)。
太空船離太陽愈遠(yuǎn)，能夠接受到的太陽光就愈少，如果要靠太陽能板獲得電力就愈困難。目前距離太陽最遠(yuǎn)，還使用太陽能板的太空船是朱諾號(hào)。朱諾號(hào)目前繞木星運(yùn)行，它能接收到的太陽光不到地球的三分之一，朱諾號(hào)必需靠三面巨大的太陽能板，才能夠讓它在木星軌道上持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
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到了土星太陽光大約只剩地球的百分之一，冥王星接收到的太陽光更是不到地球的千分之一，太陽光已經(jīng)無法提供太空船需要的電力。旅行者和新視野號(hào)等探索外太陽系的太空船用的是電池，不過不是普通的電池，那是特制的核能電池。

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新視野號(hào)，圖中右上方黑色圓筒撞的就是放射性同位素?zé)犭姍C(jī)。圖片來源：NASA
這種電池稱為「放射性同位素?zé)犭姍C(jī)」，它利用放射性元素鈽產(chǎn)生熱，再由熱產(chǎn)生電力。新視野號(hào)的核能電池只能產(chǎn)生兩百多瓦的電力，這樣的電力相當(dāng)弱，連家里吹風(fēng)機(jī)的耗電都比它多。還好工程師設(shè)計(jì)的儀器耗電量都不大，省吃儉用還能讓新視野號(hào)上的各個(gè)儀器運(yùn)作順暢。
太空船要搭載危險(xiǎn)的放射性元素，要通過美國各個(gè)單位層層的審查，必須要在安全上萬無一失。想要讓俄羅斯的火箭發(fā)射這樣高危險(xiǎn)的物品，基本上美國國防部應(yīng)該是不會(huì)批準(zhǔn)的，所以政治上的因素，讓俄羅斯發(fā)射太空船這件事就此打住。
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在各方的努力之下，新視野號(hào)好不容易有了美國自己的火箭可以發(fā)射，不過光靠火箭的推力要到冥王星的時(shí)間還是太久。最快省時(shí)的方法是算準(zhǔn)時(shí)機(jī)飛過木星，讓木星的重力助推一下，這可以讓原本十幾年的旅程縮短到不到10年。
新視野號(hào)以研究冥王星為主，在它之前的伽利略號(hào)則以木星為主要目標(biāo)，當(dāng)伽利略號(hào)抵達(dá)木星后，它會(huì)減速進(jìn)入木星軌道繞木星運(yùn)行，這樣伽利略號(hào)就可以長時(shí)間研究木星。

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