200年走一回

2006年1月19日，“新视野”号带着人类对宇宙秘密的探求渴望，飞向太空。经过长达9年的飞行，在跨越了48亿公里的“千山万水”之后，2015年7月14日，它顺利地到达了目的地——冥王星的附近。

“新视野”号飞掠冥王星，打破了单次太空任务的多个历史性纪录：它造访的是太阳系中的最后一颗行星，也是人类所能靠近的最远一颗行星。这个太空探测项目从1989年启动开始，凝聚了上千名科学家的心血，花费了200万个工作小时，终于圆满成功。

★路线：被木星“踢了一脚”★

“新视野”号是目前为止，从地球发射飞往外太空的所有飞行器中，飞行速度最快的一架。在太空中飞行时，采用核动力的“新视野”号的每秒时速达到了16公里。它在起飞后9个小时内，就越过了月球轨道，到达木星只花了13个月。而当年的“阿波罗11”号花了3天才到达月球。

“新视野”号所有的设计，都围绕着最重要的一个目的：尽快到达冥王星！它的大小像一台三角钢琴，重量不到500千克，但发射时却使用了带有5个固态火箭助推器的Altas V型火箭，以给予其最大推力。

发射升空45分钟后，“新视野”号就脱离火箭，以时速5.7万公里离开地球。这个速度超过了其他太空飞行器脱离地球引力时的速度，比喷气式客机快了几十倍！

为了不给飞行添负担，“新视野”号可谓轻装上阵，它只携带了77千克的助推剂。这些燃料只在必要的轨道调整和旋转操作时使用。事实上，在“新视野”号长达9年的旅程中，大部分时间都无需启用这些储备。这是因为当它路过木星时，木星的引力帮了忙。经过精密的计算，“新视野”号被这颗巨大的行星“踢了一脚”，令它可以往冥王星方向加速前进。

这种叫做引力助推的技术，是太空飞行器进行星际旅行的好办法。此前，“旅行者2”号就曾在上世纪七八十年代借用过木星、土星等行星的引力。而土星探测器“卡西尼”号也曾借助过金星的引力。如果不是这样的话，“新视野”号至少要多花3年时间才能到达冥王星附近。看来要成功地进行一次太空探测，这些地球“队友”的“神助攻”必不可少啊！

★机会：200年一次的日出★

48亿公里，好长的一段路呀！咱慢慢走不行吗？当然不行！要是不赶紧的话，天就要黑了，太阳就要落山啦！

你先别笑，地球上的“太阳落山”确实没啥大不了，可是，冥王星跟太阳的平均距离，是地球跟太阳的平均距离的40倍！这意味着太阳光要经过5.5个小时才能到达冥王星。而冥王星绕太阳公转的周期要248年。也就是说，一旦错过阳光普照下的冥王星，它很快就会被“黑夜”长期包围，变成一个冰冻星球。下一次在冥王星上看到“日出”，将是200年之后的事了！

虽然有些仪器可以在黑暗的星球表面探测土壤和岩石中的化学成分，但此次探测冥王星的主要目的之一就是借助阳光，用高清晰照相机为它拍照，以让人类看到这颗星球的“真面目”。而且，自从1989年之后，冥王星就错过了太阳的直射，接收到的热量一年比一年少，它的大气也会越来越冷。如果“新视野”号到达得太晚，它所携带的仪器就可能被稀薄的大气冻住，难以继续执行探测任务。它的卫星也可能长时间被阴影包围，这会给地图绘制带来极大困难。

所以，在探测冥王星时必须抓紧每分每秒，可不能像你做作业时那样磨磨蹭蹭……于是，此次“新视野”号放弃了在冥王星上着陆，采用“飞掠”的方式，只在它的上空进行探测。另外，冥王星的引力很小，如果要进入它的轨道，必须紧急“减速”。而“新视野”号的速度太快了。如果要“踩刹车”的话，就需要消耗比现在多1000倍的燃料。这种“奢侈”的方案只能被否决了。

★意外：打了一个“嗝”★

在“新视野”号长达9年的飞行中，最漫长的等待就要数它靠近冥王星的那几个小时了。

地面控制人员始终保持着与“新视野”号的联系。但在7月11日，它突然没了“声音”。顿时，每个工作人员的心都悬了起来。在焦急地等待了一个多小时后，地面再次联系上了飞行器。此时它已进入安全模式，停止数据采集。

原来，当靠近冥王星时，“新视野”号上的所有设备都处于工作状态，全力以赴地开始准备各种探测。这时，整个系统的负担也增加了。就像你的电脑一样，用太多的程序时就会负载过重。结果，飞行器上的计算机自动进行了“重启”。幸好，这样的故障发生在11日。如果是发生在13日，即“新视野”号最接近冥王星，最需要采集数据时，那损失可能就更大。这一故障，被科学家们开玩笑地形容为“新视野”号“打了一个嗝”，但并未影响到任何重要的科学探测。

13日当天，为了让“新视野”号所有的精力都集中在采集数据上，科学家暂时关闭了数据传输系统，直到晚上才重新开始传输信号。地面向飞行器发出信号，需要9个小时才返回一次，但它带来了好消息：“新视野”号确认飞掠了冥王星。控制室里爆发出热烈的掌声，有人流下了眼泪。这是人类在探索太阳系的道路上迈出的“最远一步”。

★跨越48亿公里的“来信”★

目前，“新视野”号探测器距离地球已有将近50亿公里。那么，该如何从这么遥远的地方把它收集到的数据传输回地球呢？

你可以做一个小实验，平时两个人说话，当他们相距只有1米的时候，不用太大声说话，对方就能听清。而如果他们之间的距离达到100米的时候，即使拼命大声说话，对方也不一定听得清。这是因为，随着距离的增加，大量的声波都被发散到周围的空间里去了，很难清晰地传到目的地。

同样的道理，当探测器和地球之间的距离达到48亿公里的时候，地球所能接收到的探测器信号强度非常有限。除非使用超高灵敏度的接收天线，否则这一信号很难被检测出来。

而且，在我们的宇宙中，包括恒星在内的许多星体都会发出各种频率的电磁信号。太阳所发出的电磁波更是一个最巨大的噪声源。探测器的传输信号很容易淹没在这些杂乱的“宇宙噪声”中，更加难以被检测出来。另外，信号在穿越上亿公里的“漫漫长路”上还会因为这些干扰而出现失真。

因此，向地球“发信”时，探测器的发射天线必须对准地球。只有将发射的能量尽可能地集中，地球才有可能接受到48亿公里之外的探测器信号。而为了克服“宇宙噪声”的影响，探测器将原始信号通过扩频技术变成频率较宽的新信号。在信号功率远低于噪声功率的情况下，通过扩展信号的传输可以最大程度地保持信号的稳定性。

除此之外，就像我们在运送易碎的玻璃杯时，需要用泡沫海绵之类的缓冲物把它们包裹起来，以防在路上因为颠簸被打碎一样。探测器也会给它发回地球的信号增加一个“保护层”。这就是特定的纠错编码。这样，信号即使在传输过程中出现差错，也可以在地面接收后及时被发现和纠正。只是，这样的做法会使信号的传输速率下降。据测算，每传输100bit的数据，里面的90%都是纠错码，真正有用的数据仅有十分之一。

按照这个速度，要把“新视野”号收集到的所有资料传回地球，还需要一年左右的时间！在此之前，我们只有耐心等待，冥王星的秘密终将有被揭晓的那一天！