本文目录
- 美国「新视野」号探测器发出的信号是怎么被科学家接收到的
- 冥王星上的“不明物体”在放大之后发现了什么
- 新视野号在宇宙中实际飞行了多长时间
- 人类第一个造访冥王星的探测器是什么号
- “新视野号”发现冥王星雾气的秘密，究竟发现了什么秘密
- 新视野号飞向冥王星，一路上又为我们带来了什么
- 人类还发射过哪些深空探测器只有新视野号
美国「新视野」号探测器发出的信号是怎么被科学家接收到的
标准回答很简单：高增益的抛物面天线，大家俗称的“锅”，增益：简而言之就是放大倍数，这里就是把传输的信号放大。因为抛物面有焦点，平面进入抛物面的直线传播的光线、微波等电磁波会汇聚到焦点上。这是“新视野”号上的“锅”，直径2m ，大家可以从所有深空探测器上找到类似的“锅”
新视野“号探测器是2006年1月升空的太空探测器，于2015年7月14日与冥王星近距离“会面“，旨在实现人类首次对冥王星等柯伊伯带天体的探测任务，寻找有关太阳系起源和演化的线，2019年2月23日，美国航天局公布了“新视野“号探测器发回的一组图片，揭开了人类迄今探测的最遥远太阳系天体--“天涯海角“的地貌特征。
无线通信可能是最大的优势，也就是在地球上无线通信也使用广泛的一个重要原因，就是：有线通信的信号衰减和传输距离成正比（同样的传输材料），而无线通信的信号衰减和传输距离成对数正比关系，约20lg的关系，
传过来的信号也不会小到吓人。”新视野“号的信号被70m天线接收放大后的信号功率大约在-150dBm左右，虽然低于通常的接收机动态范围，不过也不算低到无法解析的程度，常温的热噪声功率在-174dBm，比这个信号还要低200倍！
一双眼睛是测星仪，其基本原理早在大航海时期就被水手们使用了，直到二战时期，潜艇仍然使用测星的方式校准自己的位置，于是恒星的运动对于我们而言可以忽略，这也是恒星名字的由来，因此通过测量某一时刻的三颗不同的恒星。
方位也是一个及其重要的，却可能被忽略的方面，由于深空通信采用微波，可以认为传输距离为直线，因此，这就相当于瞄准大海里的一根针，同时考验地球上的接收天线和深空探测器上的发射天线。
地面的做法就有些省事了，由于地球有自转，且深空探测器来自四面八方，所以，地面采用了类似三颗通信卫星覆盖地球的方式，也是三群互为120°的天线阵来接收。
冥王星上的“不明物体”在放大之后发现了什么
冥王星是太阳系中已知体积最大，质量第二大的矮行星，也是直接围绕太阳运转的天体。根据专家研究，发现冥王星主要由岩石和冰块组成，它的体积相对较小，仅是月球质量的1/6，即便如此，各国专家依旧对冥王星充满了好奇感。直到2015年，美国向其派遣了新视野号探测器，人们才真正看清这颗行星的样貌，同时从探测器上还发现了一个不为人知的秘密，当人们将卫星探测器拍摄的照片放大后，可以清楚的看到在冥王星星体表面有着一个十分明显类似于蜗牛一样的东西，不断的移动。
在19世纪，天文学家从理论上预言了海王星的存在，在海王星发现不久后，天文学家注意到这颗行星的轨道受到了外围天体引力的摄动，于是，天文学家开始搜索这颗神秘的X行星。经过几十年的搜寻，直到1930天，天文学家克莱德·汤博终于找到了语言中的X行星—冥王星。根据最初的估计，冥王星的大小接近于地球，所以它自然而然成为了第九大行星。
然而，冥王星离我们太遥远，远在50亿公里之外，地球上的天问望远镜根本看不清冥王星，即便是强大的哈勃太空望远镜也无能为力，那么，冥王星究竟是怎样的一颗天体？冥王星有多“可怕”呢？为了揭开冥王星的神秘面纱，美国宇航员的新地平线号（又称新视野号）探测器在2015年启程前往这个遥远的世界，然而，在冥王星的发现的一幕，却让人感到后怕。
这张照片是新视野号近距离飞越冥王星的时候拍下的，我们可以清楚的看到，蜗牛的头和外壳的形状，以及它在背后留下的一条移动轨迹，不少外星爱好者甚至是科学家，都怀疑它是一个外星生物，但冥王星是位于古柏带的矮行星，距离太阳最远可以达到7亿公里，表面温度长期处于零下200多度，究竟是什么生物可以在这么极端的恶劣环境下生存呢？
后来专家们仔细研究了冥王星的地质数据，目的要找到蜗牛的真正身份，他们很快就有了惊人的发现，原来冥王星的底壳，并非像科学家以前推测的那样一片死寂，反而充满了变化，冥王星的地表是由98%的固态氮组成，不过氮冰并不像我们平常看见的水冰那么坚硬，它像流沙一样结构非常松散，令他可以像液体般不断流动。
在冥王星的地标形成一层氮冰海洋，由于放射性元素衰变产生的热量，海洋下层的温度比上层更高，温度差异产生的对流，将下层收到加热的氮冰推上表面，而表面却冷却了氮冰就会沉入海底、沉没的状态，然后破裂的位置被对流带来的氮冰修复，一个周而复始的循环。
而这个所谓的蜗牛，在它移动过地方都有明显的痕迹，看样子就像是刻意留下来的一样，许多专家看到这类事件后都表示非常疑惑和后怕，因为他们根本无从得知这东西到底是什么，或许是外星生命来访过的痕迹，又或许是在冥王星中原本生存的生物留下的迹象，无论是哪种都对后续人类研究冥王星起着非常重要的推进作用。
新视野号在宇宙中实际飞行了多长时间
新视野号飞行了九年时间到达冥王星，在木星时，通过木星轨道再次加速后速度已经接近第三宇宙速度，目前新视野号的速度16.26千米/秒。 新地平线号探测器（New Horizons），是美国国家航空航天局（NASA）于2006年1月19日在佛罗里达州卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心发射升空的冥王星探测器，其主要任务是探测冥王星及其最大的卫星卡戎（冥卫一）和探测位于柯伊柏带的小行星群。考察冥王星任务结束后，“新地平线”号会继续向离地球更远的宇宙空飞，在2017至2020年抵达一个由彗星和其他宇宙碎片构成的中间环带——柯伊柏带，探测至少两个直径为40至90千米的柯伊伯带天体，这一阶段可能会持续5至10年。 新地平线号是人类至今发射过起始速度最快的太空船，已经于北京时间2015年7月14日19时49分飞掠冥王星。 目前，新地平线号（即新视野号）正在快速飞离冥王星、进入柯依伯带中心地带。2015年8月29日，美国航空航天局（NASA）公布了这艘探测器的下一个目的地：编号为2014 MU69的柯依伯带天体。
人类第一个造访冥王星的探测器是什么号
新地平线号。
新新地平线号简介：地平线号探测器（New Horizons），是美国国家航空航天局（NASA）于2006年1月19日在佛罗里达州卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心发射升空的冥王星探测器，其主要任务是探测冥王星及其最大的卫星卡戎和探测位于柯伊柏带的小行星群。考察冥王星任务结束后，“新地平线”会继续向离地球更远的宇宙空飞，在2017至2020年抵达一个由彗星和其他宇宙碎片构成的中间环带——柯伊柏带，探测至少两个直径为40至90千米的柯伊伯带天体，这一阶段可能会持续5至10年。 2015年1月25日，新地平线号探测器开始拍摄冥王星的图像。这是人类探测器第一次探索冥王星。北京时间2015年7月14日19：49分，新视野号飞船抵达最接近冥王星的位置，距离冥王星表面约为1.25万千米。 目前，新地平线号（即新视野号）正在快速飞离冥王星、进入柯依伯带中心地带。2015年8月29日，美国航空航天局（NASA）公布了这艘探测器的下一个目的地：编号为2014 MU69的柯依伯带天体。
“新视野号”发现冥王星雾气的秘密，究竟发现了什么秘密
科学家对冥王星进行远程观察后发现，冥王星上的雾气由很小的颗粒组成，它们会在冥王星大气层之外停留很长一段时间，而不是立即掉进大气层。新视野号提供的数据还发现了一个有意思的事：这些雾气颗粒正在修改冥王星原本的大气层，如果这样的话，冥王星大气层也许会在未来崩溃。
蓝色的雾气
冥王星的大气层主要由氮气、一氧化碳和少量的甲烷构成。甲烷又会与太阳光发生反应，所以雾霾颗粒一般停留在高出地面30公里以上的位置，随着时间再慢慢下降到冰冷的地表。所以探测器在红外和可见光波长范围内观察了冥王星大气层的中间层，又用无线电波和紫外线探测了它的上层和下层，这样才提供了最完整的冥王星大气图像。
当新视野号向地球发回冥王星大气层的雾霾图像时，科学家发现了这些粒子存在的证据。并且通过数据发现，这些颗粒非常小，宽度只有0.06-0.10微米，比人的头发丝还要小1000倍。由于雾气颗粒太小，所以他们向冥王星表面漂移时，散射的蓝光比其它颜色更多，雾气也就呈现蓝色。
雾气可能会影响冥王星大气层
通过这些数据，科学家不得不评估一下冥王星大气层的未来命运。随着冥王星这颗矮行星越来越远离太阳，它的表面温度将会越来越低，表层冰的蒸发也会越来越少，产生更少的大气。继而造成大气层慢慢结冰，最终下降到地表，可能导致大气层崩溃。当然冥王星现在还是好好的，但却出现了较短的周期性变化。
这些周期性变化大致为：冥王星周围的雾气慢慢变厚，然后在几年的时间内下降到地表，又重新变厚。这样的周期性变化也表明雾气中的微小粒子正在快速形成，并且产生的速度也在不断加快中。科学家分析这与冥王星那与众不同的轨道有关，换句话说，如果冥王星的轨道也是圆形，这样的事件也许就不会出现了。
冥王星的奇特轨道导致了这场“变故”
科学家的分析并不是空穴来风，冥王星一直以长椭圆形轨道和一个黄道面倾角围绕太阳，这导致它与太阳之间并没有太多物体遮挡，以至于暴露在更多的阳光下。当富含表面冰的区域也暴露在太阳光下时，大气可能就会随之膨胀并形成更多的雾气颗粒。而这些区域又回归太阳背面时，大气中的颗粒又会随之收缩并结冰变重。在冥王星前进到距离太阳更近轨道之前，这样的周期性变化可能会一直持续下去。
而现在，科学家还依然对冥王星有着很多不了解的地方，毕竟它距离地球实在太远了，能掌握的数据也十分有限。冥王星大气层崩溃的速度可能比想象中的更慢，或是根本没有。但在答案揭晓前，我们只能凭借有限的资源，继续探测这颗遥远的矮行星。
新视野号飞向冥王星，一路上又为我们带来了什么
2015年七月，NASA的新视野号成为了第一个近距离飞过冥王星的探测器。
紧接着，2018年十二月三十一日，新视野号与柯伊伯带天体阿罗科斯（译者：一颗发现于1997年的小行星）相遇。它在太阳系外围独一无二的位置，帮助天文学家开展了收获丰富的科学研究。其中一项研究是对于两个距离太阳系最近的星系（比邻星和沃尔夫359星）做出视差测量。
上图：新视野号
另外，由美国国家光学天文台和美国西南研究院带头的一队天文学家，使用了新视野号上长距离勘测成像仪中存储的数据对宇宙微波背景做出了测量。
这项研究刚刚在《天文物理期刊》上发表，由美国国家光学天文台研究员陶德·R·劳尔领头。他的团队由新视野号的直接参与者阿兰·施特恩，来自美国西南研究院、NASA、约翰·霍普金斯大学应用物理实验室、空间望远镜研究所、月球与行星研究所、SETI协会与其他大学和研究所的科学家组成。
简单来说，宇宙光学背景包括来自银河系之外的所有光线，分散地在可观测宇宙中传播。
在这种程度上，宇宙光学背景是宇宙微波背景的可见光版本，它对宇航员们是一条重要的基准。测量宇宙光学背景能让他们辨别不同恒星的位置，星系的大小及密度，并试图证明宇宙的结构与形成的方式。
上图：宇宙光学背景
由于以下几个原因，对宇宙光学背景精准的测量是非常重要的。第一，光学背景可以为我们提供关于恒星形成的过程、星团、星系、黑洞、星系团，和宇宙的结构的信息。
所以了解夜空究竟有多暗，会为我们提供有关宇宙形成和演化的信息。
除了关于宇宙的信息，科学家们仍在确定漫射宇宙光学背景是否存在，这些光子的来源与我们所知的天体没有任何联系。
如果漫射背景真的存在，那么天文学家们将能够测量出有多少背景光是来自宇宙中的低密度区，或者在宇宙演化成现如今的形式之前所产生的光线。
漫射宇宙光学背景还有可能反射以其他更蹊跷的方式产生的光子，例如暗物质的湮灭或衰变，进一步帮助我们学习这一“看不见的”物质。
不幸的是，这类的研究对地面望远镜是个挑战，它们所观测的光线已经历了大气折射，而在太空中的望远镜则会受到黄道光的干扰。
这导致不同科学家推断出的宇宙光学背景有所不同。
但对于在太阳系外围的航天器来说，这些干扰都不是问题。这是为什么天文学家一直以来，都依靠冥王星以外的航天器收集的数据，例如先驱者10号和11号，旅行者1号和2号。
哈勃望远镜也进行了相似的宇宙光学背景测试，但与新视野号所能看到的不可同日而语。
在一封邮件中，劳尔，曾经的哈勃望远镜广域和行星照相机成员说道：
新视野号可以清晰地测量遥远的星系发出的光。哈勃的长处在于集合性地探知到星系，但并不善于测量任何漫射的背景，由于漫射的背景被近地物质所折射所造成的误差。
有趣的是，这不是天文学家第一次用长距离探测成像仪收集的数据来测量宇宙光学背景。在2017年，一队由NASA带头的科学家对长距离探测成像仪收集的数据进行了分析，这些数据分别来自四个独立的夜空分区。这一实验进行时，新视野号刚刚从木星与天王星的轨道之间穿过。
问了他的研究，劳尔与他的团队共同查看了长距离探测成像仪所探测到的亮度，这些数据来自七个高银河维度区域，是新视野号距离太阳42到45天文单位时所探测到的。
在这样的距离之下，新视野号所能探测到地光的强度要比哈勃暗上十倍。在将数据根据不同的影响纠正过之后，团队对数据进行了蒙特卡洛模拟，试图为光的源头建立模型。
这样，科学家能够成功辨别出光学背景中未知源头的漫射部分，这些漫射部分很有可能是遥远，暗淡，未知星系所发出的光。
劳尔与团队得出的结论指出，目前人类对较暗淡星系的统计要比实际少了许多，至少有一半视星等为30以上的星系没有计入统计当中。
这不是近年来第一次星际统计需要作出修改。直到几年之前，天文学家普遍认为可观测的宇宙中有2000亿星系。这一数据是由哈勃深领域观测运动推断出来的，从这张照片，天文学家们建立了一张细致的3D宇宙图。
但根据2016年校正过的计算，天文学家现在认为在可观测宇宙中，至少有两万亿星系。但根据最近研究，这个数字有可能将被再次更新。
无论如何，劳尔和他的团队展示了类似新视野号的任务的运用，以及在太阳系外围可以进行的实验。
相比于天文学家在地面上收集地信息，美国航天局的“新视野”探测器在太阳系外所处位置以及收集的信息，将会更利于天文学家得以进行罕见的、有利可图的科学研究。
人类还发射过哪些深空探测器只有新视野号
从1960年美国向金星发射“先驱者5”号探测器开始探索太阳系的行星，到2015年“新视野”会面冥王星，传统太阳系中所有行星都至少被人造太空探测器探访过一次。人类遨游太空的梦想从未停歇，让我们一起盘点半个世纪里深空探索器“与星共舞”的奇妙旅程。 飞了9年半，横跨48亿公里，“新视野”号探测器在北京时间14日晚间，从位于太阳系边缘的冥王星身边“擦肩而过”。一场速度与激情的约会，“新视野”号探测器以每小时5万公里的速度环顾冥王星，24小时的飞掠过程惊艳四座。 至此，冥王星——这颗曾经的“太阳系九大行星”成员从未有任何航天任务到达的历史将被改写，“追星”的探测器又一次成为人类探索奥妙宇宙的功臣。从“先驱者5号”到“新视野”号，探测器通过飞掠行星拍摄照片、在行星表面硬着陆、绕行星飞行以及在行星上软着陆的方式，改变着人们对地球“邻居”的认识。 “朱诺”与“伽利略”为木星做“体检” 当前，与冥王星亲密约会的“新视野”号探测器是美国宇航局“新疆界”计划实施的第一个探测项目，第二个探测项目则是2011年8月发射的“朱诺”号探测器，它如今还在飞往木星的途中， 预计到2016年7月将飞抵绕木星运行的轨道上。届时，“朱诺”将完成对木星的32次轨道绕行。通过它的探测，科学家希望了解木星这颗巨行星的形成、进化和结构等。 在“朱诺”之前，美国曾于1989年发射过专门探测木星的“伽利略”号探测器，历时6年飞行，于1995年12月抵达环木星轨道。在运行7年多时间内创造多项记录：绕木星运行34周，与木星主要卫星35次相遇，发回包括1.4万张照片在内的3万兆比特数据；在木星的三颗卫星上发现了地下液态盐水存在的证据，第一次从轨道上对木星系统进行了完整考察，第一次对木星大气进行了直接测量……获得了大量有关木星的探测数据。 “伽利略”号探测器呈不规则长形体，总重约2717千克，由木星轨道器和再入器两部分组成。在到达木星前约150天时，两者分离，轨道器环绕木星运行探测。轨道器上还装有很多精密的探测仪器，如CCD摄像机、近红外绘图分光计、磁强计、高能粒子检测仪等对木星磁层进行探索。 “伽利略”号探测器原定约2年的使命先后被3次延长，北京时间2003年9月22日凌晨“伽利略”纵身“跳”入木星大气层，以一种近乎自杀的方式使自己焚毁，为长达14年的太空之旅画上了句号。 而从1972年美国发射的“先驱者10”号探测器算起，人类已经向木星派遣了10多位探测“使者”。这些探测器以飞掠和环绕的方式为主，在围绕木星系统运行期间，对木星进行多次全方位的“身体检查”，以获取大量珍贵资料。 “水手10”与“信使”揭开水星的面纱 水星距地球约9100万公里，是太阳系里最小的行星。与其他行星相比，人类对它的关注度显然冷漠很多。迄今为止，只派出两枚探测器——“水手10”号和“信使号”前去到访。 “水手10”号是人类设计的首个执行双行星探测任务的飞行器，也是第一个装备图像系统的探测器，它的设计目标是飞越水星和金星两大行星。 1973年11月3日，由美国发射升空，先是从距金星5760千米的地方飞过，然后它继续朝水星前进，分别在1974年3月29日、1974年9月21日、1975年3月6日掠过。因为“水手10”号每绕太阳一圈，水星正好绕两圈，这使它每次回到水星时都是在以前的同一地点。在第三次掠过水星后，“水手10”号耗尽了使它保持稳定位置的气体，因此无法再对水星作进一步研究。不过这3次近距离观测已拍摄到了超过1万张图片，涵盖了水星表面积的57%，这为水星的研究提供了最基础性资料。 “信使”号水星探测飞船于2004年8月3日升空，直接飞到水星只要3个月左右，但是为了尽量压缩太空探测项目的开支，它在太阳系内进行了6年多的长途环绕漫游：它要飞经地球一次、飞经金星两次、环绕太阳15圈获得足够引力支持后，在第三次飞过水星时由于引力作用，“信使”号会先被猛烈甩向金星，然后借助“弹弓效应”，于2011年3月再次被弹向水星顺势“滑进”水星轨道，进行环水星飞行。 “信使”号项目的持续时间只有1年，但最终这艘探测飞船运行了4年时间并向地球传回超过28万幅图像。“信使”号探测器的考察结果显示，水星上曾经存在剧烈的火山活动，这一改之前人类对水星的认识——它不是一个乏味而高温的岩石星球，而是一个有着狂暴历史的怪异行星。一些发现正逐渐让我们了解为何这颗行星如此怪异，并进一步推断银河系中其他行星的一些情况。 “双胞胎”探测器寻找火星生命存在的证据 当人类开始有能力挣脱万有引力飞向太空时，首枚火星探测器也上路了。迄今为止，全球共进行四十多次火星探测计划，成功登陆十余次，包括美国的“双胞胎”火星车——“勇气”号与“机遇”号在内，火星探测器中出了很多“明星”。 1975年8月20日和9月9日,美国发射了两个海盗号探测器，用于探索火星上有无生物。这两个探测器由轨道飞行器和登陆舱组成，长为5.08米，重3530千克，其中轨道飞行器重2330千克，登陆舱重1200千克，用三脚支撑，装有生物化学实验箱、测量挖掘设备、两台电视摄像机、机械手和电源。 海盗1号和2号分别于1976年7月20日和9月3日在火星表面软着陆成功。 “机遇”号是一个六轮太阳能动力车，六个轮子上有锯齿状的凸出纹路来适应地形，每个轮子都有自己的马达。太阳能板阵列能够在每个火星日产生约140瓦的电力，让可充电式的锂离子电池储存电力并在晚上使用将近4个小时。它的车体作业温度介于-40℃到40℃，车上的电热器在必要时能支援放射性同位素，热电机也提供基本的温度控制。 详情可见于知道日报。 来源中国科技网