
2026年6月23日,新视野号(New Horizons)从其最长的一次休眠中苏醒,当时该航天器距离地球约95亿公里(59亿英里),即64天文单位,是日地距离的64倍。在321天的休眠期间,所有状态报告均为绿色。探测器状况良好,电力水平充足,仪器完好无损。约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室的任务操作人员确认所有系统均正常运转。
这个故事通常被讲述为一项生存壮举:一艘2006年发射的航天器,经过二十年后仍在工作,仍在从太阳仅为一颗最亮恒星的区域传回数据。但更有趣的故事是,新视野号能够测量其著名的前辈,旅行者号探测器,无法测量的东西。这艘为探索冥王星而设计的航天器,已意外成为太阳系边缘的太阳物理学观测站,携带着有史以来被送往研究太阳影响与星际空间之间边界的最灵敏仪器。
为不同任务建造的仪器
1977年发射的旅行者号探测器携带的是不同时代的仪器,等离子体波探测器、磁力计和粒子探测器,这些在当时都是最先进的技术。旅行者1号于2012年在121.6天文单位处穿越日球层顶,旅行者2号于2018年在119天文单位处紧随其后。它们传回的数据改变了我们对日球层形状和动力学的理解。但这些仪器的设计初衷并非以日球层顶科学为主要目标;在旅行者号发射时,人们甚至不知道这一边界存在于可测量的距离上。
新视野号的建造目的则完全不同:近距离拍摄冥王星和柯伊伯带。该任务的科学有效载荷包括太阳风在冥王星(SWAP)仪器(一种测量等离子体密度和速度的环形静电分析仪)、冥王星高能粒子光谱科学调查(PEPSSI)(探测来自太阳风和宇宙射线的高能粒子),以及威尼斯·伯尼学生尘埃计数器(SDC)(记录微流星体撞击)。这三台仪器的灵敏度远高于旅行者号时代的同类设备,并且自发射以来一直在持续收集数据,即使在休眠期间也不例外。
旅行者号错过的仪器所见
在6月结束的321天休眠期间,新视野号不间断地存储了来自所有三台仪器的数据。航天器的机载自主逻辑已更新,以考虑老化的放射性同位素热电发电机较低的功率输出和更长的信号传输时间,从而无需地面干预即可管理数据收集。
SWAP仪器以跨越数个数量级的动态范围测量太阳风等离子体的密度和温度。在64天文单位处,太阳风变得稀薄且湍急,与从星际空间流入的中性氢相互作用。旅行者号的等离子体仪器在这一区域只能提供粗略测量;而SWAP能够解析太阳风从超音速流向亚音速流转变的精细结构,即旅行者号穿越但无法详细描述的终止激波。
与此同时,PEPSSI测量在终止激波及其以外加速的高能粒子。这些粒子是太阳风群体中能量最高的成员,携带着有关加速过程的信息。SWAP和PEPSSI数据的结合使科学家能够以旅行者号无法实现的分辨率重建外日球层的等离子体物理过程。
由科罗拉多大学博尔德分校的学生设计和建造的尘埃计数器提供了柯伊伯带尘埃粒子的普查数据,这些尘埃是冰体之间碰撞产生的碎片。在64天文单位处,尘埃密度是柯伊伯带碰撞活动为数不多的直接测量指标之一,而新视野号积累的20年数据集是外太阳系尘埃的最长连续记录。
即将进行的观测
在苏醒后约三周内,爱丽丝紫外光谱仪将开始绘制外日球层中的氢气分布图。日球层顶并非一个简单的气泡,而是一个复杂边界:太阳风的磁场在此处缠绕着局部星际介质,而穿越这一边界的中性氢原子会发出微弱的紫外辐射。爱丽丝能够探测到这种辐射,并以以往任何仪器都未曾达到的分辨率绘制边界区域的结构。
日球层顶本身预计约在120天文单位处,几乎是新视野号当前距离的两倍。以该航天器每年约3天文单位的速度,大约还需要18年才能到达该边界。探测器的放射性同位素电源预计可支持运行至2030年代末或2040年代初,这意味着它有可能穿越终止激波,甚至到达日球层顶。
在此之前,新视野号将继续收集其他航天器无法提供的数据。旅行者1号和2号仍在从星际空间传回数据,但它们已经越过了边界。新视野号仍处于日球层内部,正在以性能高出一个数量级的仪器对旅行者号数十年前穿越过的区域进行采样。
一艘航天器的第三次任务
新视野号已经完成了三项不同的任务:2007年的木星飞越、2015年冥王星系统的首次勘测、以及2019年首次近距离接触柯伊伯带天体(阿罗科斯)。其当前的任务,日球层科学,是第四项。该航天器穿越外太阳系的路径在太空探索史上无与伦比:它是唯一一艘将采样柯伊伯带、穿越终止激波、并可能携带21世纪仪器进入星际空间的探测器。
每次传输现在需要大约8小时52分钟才能到达马德里的深空网络天线。随着航天器不断远离,延迟时间也在增加。但每秒数百比特的数据携带着关于一个我们才刚刚开始了解、且其他航天器均不具备探索能力的区域的信息。
来源: NASA科学任务理事会,新视野号任务更新(2026年7月7日)。https://science.nasa.gov/missions/new-horizons/nasas-new-horizons-spacecraft-wakes-from-hibernation-in-good-health/
婷 翻译

