叮！您有一份來自「天涯海角」的新年問候，請注意查收！
2019年即將來臨，在這歡慶元旦之際，我們地球人將收到有史以來最遙遠的新年問候。
不，並不是外星人。送上這份最遙遠問候的，是NASA的新視野號（New Horizons）探測器，它將在新年當天飛掠人類迄今拜訪的最遠天體——「天涯海角」（Ultima Thule）。
新視野號探測器飛掠「天涯海角」的想像圖 | NASA
這個故事的開始要追溯到2006年，畢竟，「天涯海角」實在是太遠了。
那一年的1月19日，新視野號探測器從地球發射升空，這是繼先驅者10號和11號以及旅行者1號和2號之後，人類歷史上又一個將會離開太陽系的探測器。
由於旅途遙遠，因此起跑就需要衝刺，新視野號以16.26千米/秒的速度離開地球，成為了有史以來最快逃逸地球的航天器。這個速度是普通地球人造衛星的兩倍還要多。
如此急促地奔跑，新視野號究竟要去哪裡？
柯依伯帶：不同於我們熟知的那些天體
「新視野號」要去的這個地方，被稱為柯依伯帶（Kuiper Belt）。這片區域從被發現至今，也不過才30年光陰，是一大片廣袤的未知世界。
早在100年前，人類就對太陽系外圍十分好奇。在當時已知最為遙遠的海王星軌道以外，人們長期以來一直認為，會有第九大行星隱藏在那裡。
1930年，美國天文學家克萊德?湯博發現了冥王星。很快，冥王星被人們接受為太陽系的第九大行星，因為它確實位於海王星軌道以外。只不過，它的個頭實在太小，不太符合人們對第九大行星的預期。
上世紀50年代，天文學家傑拉德?柯依伯提出，冥王星應該不是一個孤立的天體。在海王星軌道以外的那片區域，應該還有許多其他的天體，而冥王星只是其中最亮的一個而已。不過，直到1992年，人們才發現了這片區域的第二顆天體。隨後，越來越多類似的天體被人發現，柯伊伯的預言得到了證實。於是，人們將這一片區域稱之為柯伊伯帶。
2005年，作為九大行星之一的冥王星遇到了一個尷尬的局面。天文學家在柯伊伯帶發現了一顆當時看起來比冥王星更大的天體。是承認這個新天體的大行星地位，還是乾脆把冥王星從大行星寶座上擼下來呢？2006年，國際天文聯合會召開大會，正式將冥王星降級為矮行星。
如今，人們已經在柯伊伯帶發現了4顆矮行星，並估計柯依伯帶有百萬級別的直徑超過100公里的矮行星。
我們知道，內太陽系主要是堅硬的岩石天體（水星、金星、地球、火星、小行星帶），外太陽系主要是氣態巨行星（木星、土星、天王星、海王星）。
而柯依伯帶，則是一個冰封的世界。那裡充滿了類似冥王星這樣的低溫冷凍星球，但人類對這些冰雪世界幾乎一無所知。這些天體距離地球太遙遠了，體積又太小了，從地球上很難發現它們，更別說觀測它們的細節了。
好在，在冥王星降級之前，人類已經派出了一位使者去拜訪它，順便造訪它所在的柯伊伯帶。這位使者，就是我們的新視野號。
柯伊伯帶的4顆矮行星和「天涯海角」，以及新視野號的軌跡示意圖 | 維基百科，本文作者漢化及標註
新視野號飛掠冥王星
新視野號是沖著冥王星去的。
作為曾經的九大行星之一，冥王星的知名度可謂家喻戶曉，成為柯伊伯帶的代言人也名副其實。雖然已經降級為矮行星，但在直接圍繞太陽運行的太陽系天體里，冥王星仍然是迄今為止人類已知的體積第九大的天體，自然也是柯伊伯帶目前發現的最大天體。
2007年2月28日，僅僅發射一年後，新視野號就抵達了木星。木星是新視野號此行中唯一的「加油站」。藉助木星巨大的引力，新視野號通過引力彈弓加速，速度提升了40%。
然而，去柯伊伯帶的旅途實在是太遠了。就算經過了木星的加速，也仍然需要繼續飛行足足8年之久。
終於，2015年7月14日，新視野號抵達了冥王星，第一次向人類揭示了這個冰封世界的眾多奧秘。除了那顆現在已經家喻戶曉的「萌王心」以外，新視野號還發現冥王星有著持續至今的地質活動，有著地球一樣藍色的大氣層，甚至還有層層霧靄，並伴有翻飛的雪花。
當年萌翻眾人的「萌王心」 | Wikipedia
突然之間，冥王星從一顆分辨不出太多細節的黯淡光點，變成了一顆讓人熟悉而又親切的活生生的星球。這些變化，全都要歸功於新視野號長達9年的太空飛行之後，對冥王星那一瞬間的擦身而過。
是的，新視野號沒能留在冥王星身邊。為了儘快飛抵冥王星，新視野號的速度被加到超快，快到停不下來。它無法進入環繞冥王星的軌道，只能看它一眼之後跟它告別，一頭扎向柯伊伯帶中更為偏遠的地帶。
新視野號眼中的冥王星，不再只是光點，而是一個全新的世界 | NASA
原本，新視野號的故事到這裡就該划上句號了。當然，老東家NASA是不會輕易就讓它退休的——既然還要深入柯伊伯帶，那不如發揮餘熱去造訪新的目標吧！
「天涯海角」，新視野號的新寵兒
2015年8月28日，在新視野號結束對冥王星的探測之後，柯伊伯帶天體2014 MU69被選中為新視野號的下一個探索對象。
茫茫柯伊伯帶，為什麼偏偏是這一顆會被選中呢？
首先是科學家的目標，他們要在柯依伯帶選擇一顆直徑在50~100千米的天體，這個條件很好滿足；
其次，這個天體的距離不能超過55個天文單位，也就是55倍太陽到地球的距離，不然地球和新視野號之間的通訊信號就太弱了，這一條大家也沒問題。
最重要的一條是，新視野號此時只有33千克的燃料了，能夠改變運行方向的能力有限，最多只能調整角度不超過1°。
符合這些條件的柯伊伯帶天體，就只剩下了2014 MU69。事實上，這個目標還是天文學家動用哈勃空間望遠鏡專門搜尋才找到的。
於是，這顆幸運兒將在2019年的新年裡，匯聚全世界的目光。
新視野號的旅行，先是經過木星（紅色）加速，飛掠冥王星（藍色），然後再飛掠新目標2014 MU69（綠色）| 維基百科
2017年，NASA向全世界發出了2014 MU69的征名活動，等到新視野號抵達這顆小行星後，將由國際天文學聯合會正式命名。
最終，來自地中海地區傳說中Ultima Thule入選。這一名字相當於古希臘和古羅馬傳說中最北端的「天涯海角」，是比他們能到的最北端還要北的極寒領域。而新視野號的這個新目標，也位於一個前所未知的遙遠區域。
此前的天文觀測表明，這個目標有可能是雙星系統，因此備選名字都有兩部分組成。如果是雙星，那麼兩個天體將分別命名為Ultima和Thule，即「天涯」和「海角」。
預計在北京時間2019年1月1日13:33分，新視野號將到達距離「天涯海角」最近的時刻。此時，新視野號距離太陽43.4個天文單位，是地球到太陽距離的43.4倍，土星到太陽距離的4倍，海王星到太陽距離的1.5倍。「天涯海角」將成為人類歷史上實地探索過的最遙遠的一顆天體。
而新視野號距離「天涯海角」最近只有3500千米，這個距離只有地球半徑的一多半，比GPS和北斗等導航衛星的高度還要近。
帶著發現者的骨灰飛向冥王星？
新視野號的形狀酷似一台鋼琴，長2.7米，寬2.1米，高0.76米。它的體重為478千克，在動不動就有幾噸重的衛星和探測器中屬於小巧的身材。
輕便之餘，新視野號還攜帶有1盎司（約28克）冥王星發現者湯博的骨灰。
由於新視野號的探測目標離太陽太遠，通常的太陽能板在那麼遠的位置上已經無法提供可用的電力，因此新視野號自帶著核能電池。最外側類似水輪的東西就是「新視野號」的能量來源——RTG熱核電池裝置，該核電池裝載有9.75千克的鈈238。
新視野號的熱核電池RTG（黑色水輪部分）及「鍋」 | NASA
新視野號距離地球如此遙遠，又如何與地球通信呢？
答案在兩口「鍋」，也就是拋物面天線上。其中一口在新視野號上，拋物面天線直徑寬達2.1米。另一端在地球上，3口70米直徑的拋物面天線，將用於與新視野號溝通。
不過，在這麼遙遠的距離上，通信速率一直很低。飛掠冥王星時，數據傳輸速度就只有1 kb/s，通常只夠傳送文本信號，圖片等內容需要等待很長的時間。因此，新視野號在飛掠冥王星之後，花了一年多的時間，才將所有的數據發送到地球。
這次飛掠「天涯海角」，估計通信速率只會更低。想看到新視野號拍回的照片，恐怕要有足夠的耐心來等待才行。
新視野號此行一共攜帶了7款儀器，其中3款光學儀器，2款等離子體儀器，1款塵埃感應器和1台射電輻射儀。所以，除了照片以外，還有更多其他數據要排著隊慢慢傳回地球。
深空探測網路（DSN）金石站的70米拋物面天線，將用來與新視野號保持通信 | NASA
2019年元旦之後，新視野號將繼續遠行，深入柯依伯帶。如果有可能，新視野號或許還會再「臨幸」下一顆柯伊伯帶天體。
大約2026年前後，在快要離開柯依伯帶的時候，新視野號的燃料將幾乎耗盡，核電池的能量也不太夠用了，遙遠的距離也使得聯繫越來越困難。到時候，新視野號將會根據自己的身體狀況選擇退休時間。
不過，新視野號並不會因為退休就停下腳步，而是會繼續飛向深空。2038年的時候，新視野號將抵達如今旅行者2號的位置，離開日球層，擁抱星際空間。
在這之前，讓我們一起，坐等這份最遙遠的2019新年祝福。
新一年，新視野號，新的探索，飛掠「天涯海角」！ | NASA
作者:鸑鷟鵷鶵
編輯：Steed，東風
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