第28章 冥王星的仙气飘飘(2/4)

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- 形状和倾角：轨道是椭圆形且倾斜的，轨道倾角为1716°，偏心率为02444。

- 与海王星的关系：冥王星与海王星的轨道存在稳定的共振关系，防止它们相撞，1979年到1999年冥王星位于近日点附近时，比海王星距离太阳更近。

内部结构

可能由70的岩石和30的水冰的混合物组成，内部有一个被水冰地幔包围的岩石核心，数百英里以下可能隐藏着液态水海洋层。

卫星

冥王星有五颗卫星，分别为卡戎、尼克斯、许德拉、科波若斯和斯提克斯。

冥王星的表面温度极低，平均约为-229c，范围大致在33k（-240c）到55k（-218c）之间。冥王星表面温度极低，平均约为-229c，在这样的环境下，生命存在的可能性极小，但也不能完全排除，以下是具体分析：

不利于生命存在的因素

- 低温对生命物质的影响：如此低的温度会使生物体内的化学反应速率变得极其缓慢，生命过程近乎停顿。例如，细胞内的新陈代谢、遗传物质的复制和转录等基本生命活动都需要在一定的温度范围内才能正常进行。

- 液态水稀缺：冥王星表面水主要以冰的形式存在，液态水是地球生命存在的基础，它是生物体内物质运输、化学反应的良好溶剂，也是许多生物分子结构和功能维持所必需的。

- 大气层稀薄：冥王星的大气层非常稀薄，无法有效吸收和储存热量，也难以提供足够的保护和物质交换条件，同时，其大气成分和压力等也与地球有很大差异，不利于生命的生存和发展。

可能存在生命的一些推测依据

- 地下液态水海洋的可能性：科学家推测冥王星的冰层之下可能隐藏着一个液态水的海洋，这为生命的存在提供了一丝可能性，例如地球上的一些极端环境中，如深海热泉附近，就存在着依靠化学能自养的微生物群落。

- 特殊的化学环境和物质：冥王星表面有氮、甲烷和一氧化碳等物质，这些物质在低温下的相互作用以及可能存在的特殊化学环境，也许能为某些特殊生命形式提供生存基础。

- 生命形式的多样性：地球上的生命形式是以碳为基础、依赖液态水和适宜温度的，但宇宙中生命形式可能具有多样性，也许存在一些不依赖于液态水和适宜温度的生命形式。

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：