第28章 冥王星的仙气飘飘(2/3)

首发：~第28章 冥王星的仙气飘飘

人类探索冥王星对寻找地外生命有诸多启示，主要包括以下几方面：

生命存在条件的拓展

- 低温环境与特殊生命形式：冥王星的极低温环境曾被认为不利于生命存在，但研究发现其冰层下可能有液态水，且有氨等物质，这使科学家推测可能存在适应低温、以特殊化学物质为基础的生命形式，启示我们不能仅依据地球生命的适宜温度范围来判断地外生命的存在与否。

- 非碳基生命的可能性：地球上的生命是以碳为基础的，但冥王星的特殊环境和化学成分，如甲烷等有机分子的存在，让科学家思考是否存在非碳基生命，如硅基、氮基等生命形式，这拓宽了寻找地外生命的方向和思路。

探索方法和技术的发展

- 探测技术的提升需求：探索冥王星需要先进的探测器和探测技术，如美国的“新视野号”探测器。这促使科学家研发更灵敏、更高效的探测仪器，以获取更清晰的图像、更准确的化学成分分析和更详细的物理数据，这些技术的进步也可应用于其他地外生命的探索任务。

- 多学科综合研究方法：探索冥王星涉及天文学、地质学、化学、物理学等多学科知识和方法。这表明寻找地外生命需要多学科的协同合作，从不同角度分析和解读数据，才能更全面地了解目标星球的环境和生命迹象。

对生命多样性和宇宙环境的认知

- 生命的顽强与多样性：冥王星的恶劣环境挑战了我们对生命的传统认知，使我们认识到生命可能具有超出想象的顽强适应性和多样性，存在形式可能远超地球生命模式，为寻找地外生命提供了新的视角和可能性。

- 宇宙环境的复杂性：冥王星的特殊轨道、与其他天体的相互作用以及所处的太阳系边缘位置，让我们意识到宇宙环境的复杂性和多样性。不同的宇宙环境可能孕育出不同形式的生命，因此在寻找地外生命时，需要考虑各种复杂的宇宙因素和环境条件。

以下是人类未来探索冥王星的一些计划：

新视野号探测器的后续任务

- 继续探索柯伊伯带天体：“新视野号”探测器在完成对冥王星的探测后，继续向着海王星轨道外的柯伊伯带小行星群进发，寻找下一个飞越目标，以及更多柯伊伯带上可研究的远距离天体。

- 跨领域研究任务：开展覆盖天文物理学、行星科学以及太阳物理学等所有太空科学领域的跨领域研究任务，从不同角度去观测和研究宇宙。

詹姆斯·韦伯太空望远镜的观测

美国宇航局于2021年发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜，将对冥王星进行长期观测，其分辨率略低于新视野号，还将观测奎白带的其他矮行星，通过比较这些矮行星的各种数据，以进一步了解冥王星。

珀尔塞福涅计划

这是一项由数十所大学和研究机构的多学科团队提出的，可能持续50年的冥王星系统任务。计划于2031年搭载sls火箭发射，旨在回答“柯伊伯带的行星群是如何演化的”“柯伊伯带的粒子环境和磁场环境是怎样的”“冥王星和冥卫一的表面发生了怎样的变化”“冥王星和冥卫一的内部结构是怎样的”四个主要科学问题。

一、“新视野号”探测器结构

“新视野号”探测器主要由以下几个部分组成：

1 探测器主体：

- 呈扁平的长方体形状，采用坚固的材料制造以抵御太空环境中的各种风险。

- 尺寸相对较小，以便在发射时能够适应火箭的整流罩空间限制。

2 通讯系统：

- 配备高增益天线，用于与地球进行远距离的通讯，将探测数据传回地球。

- 具备多个不同频率的通讯频道，以确保在不同情况下都能保持与地面控制中心的联系。

3 科学仪器模块：

- 包括各种先进的探测仪器，如远程勘测成像仪（lorri）、紫外线成像光谱仪（alice）、拉尔夫多光谱可见光成像相机（mvic）等。

- 这些仪器被安装在探测器的特定位置，以确保能够最佳地观测目标天体。

4 推进系统：

- 由小型火箭发动机组成，用于在太空中进行轨道调整和速度控制。

- 携带一定量的燃料，以满足探测器在漫长的航行过程中的推进需求。

5 电力供应系统：

- 主要依靠放射性同位素热电发生器（rtg）提供电力，这种电源能够在远离太阳的寒冷环境中持续稳定地工作。

- rtg利用放射性同位素的衰变产生热量，再通过热电转换装置将热量转化为电能。

二、“新视野号”探测器功能

1 远距离观测：

- 远程勘测成像仪（lorri）能够在远距离对冥王星及其卫星进行高分辨率的成像，捕捉清晰的表面特征和地貌细节。

- 可以观测到冥王星表面的山脉、平原、陨石坑等地形，以及大气层的结构和变化。

2 光谱分析：

- 紫外线成像光谱仪（alice）可以分析冥王星大气层的化学成分和结构，探测其中的各种气体成分，如氮气、甲烷、一氧化碳等。

- 通过对不同波长的紫外线进行观测，了解冥王星大气层的温度、密度和动力学特性。

3 多光谱成像：

- 拉尔夫多光谱可见光成像相机（mvic）能够在多个可见光波段对冥王星进行成像，提供丰富的色彩信息。

- 可以区分不同的地质单元和表面物质，帮助科学家了解冥王星的地质演化历史。

4 粒子和磁场探测：

- 探测器携带的粒子和磁场探测仪器可以测量冥王星周围的粒子环境和磁场强度，研究冥王星与太阳风的相互作用。

- 了解冥王星的磁层结构和特性，以及其对大气层和表面环境的影响。

5 数据传输：

- 将探测到的数据实时传输回地球，以便科学家进行分析和研究。

- 利用高增益天线和先进的通讯技术，确保数据传输的稳定性和可靠性。

冥王星有五颗已知的卫星，分别是卡戎、尼克斯、许德拉、科波若斯和斯提克斯。

卡戎：

- 是冥王星最大的卫星，直径约为1212千米，大约是冥王星直径的一半。

- 它与冥王星的关系非常特殊，两者的质心位于冥王星外，形成了一个双星系统。卡戎的表面呈现出灰色调，有一些陨石坑和较为平坦的区域。从远处看，它就像一颗孤独的卫士，默默地陪伴着冥王星，在浩瀚的宇宙中共同旋转。

- 卡戎的表面可能覆盖着水冰和其他冷冻物质，其地貌特征反映了长期以来遭受小行星和彗星撞击的历史。

尼克斯和许德拉：

- 尼克斯和许德拉是两颗较小的卫星，形状不规则。

- 它们的表面布满了陨石坑，显示出历经沧桑的模样。尼克斯可能具有较亮的区域和较暗的区域，推测是由于不同的表面物质组成所致。许德拉的轨道相对较高，围绕冥王星和卡戎旋转时，仿佛是两个神秘的小精灵，在黑暗的宇宙空间中舞动。

科波若斯和斯提克斯：