El 1 de enero de 2019, la sonda "New Horizon" de la NASA sobrevoló el pequeño objeto "Arrokoth" del Cinturón de Kuiper con forma de "muñeco de nieve", este cuerpo celeste a 6.500 millones de kilómetros de distancia es el cuerpo celeste más distante jamás visitado por detectores humanos Alguna vez fue apodado "El fin del mundo". Los datos arrojados por "New Horizons" no sólo nos muestran un mundo extraño nunca antes visto, sino que también se espera que nos revelen más misterios relacionados con el origen y evolución del sistema solar.
El 13 de noviembre de 2019, la NASA anunció que el nombre oficial de 2014 MU69 es "Arrokoth". La detección del sobrevuelo de Arokos por parte de "New Horizons" fue seleccionada como uno de los diez principales avances científicos de la revista SCIENCE en 2019.
Sigamos a Xiao Zi (en adelante, “Zi”) para visitar a Ji Jianghui, director del Laboratorio Clave de Ciencias Planetarias de la Academia de Ciencias de China e investigador del Laboratorio de Ciencias Planetarias y Exploración del Espacio Profundo. del Observatorio de la Montaña Púrpura (en lo sucesivo denominado “Ji”)) para obtener algunos detalles.
Zi: ¿Cuál es la misión de “New Horizons”?
Temporada: La sonda "New Horizons" fue lanzada por la NASA el 19 de enero de 2006. Es el primer mensajero enviado por humanos a Plutón y al cinturón de Kuiper. Traerá a los humanos información sobre estos objetos distantes en. El sistema solar La información sobre las características de su superficie, geología, composición interna y atmósfera ha revelado el misterio de los bordes exteriores del sistema solar.
La primera "foto" compuesta de Arokos | Fuente: AAAS/Science
Zi: ¿Por qué volar por Plutón?
Temporada: Después de que una nave espacial humana visitara los ocho planetas del sistema solar desde Mercurio hasta Neptuno, "New Horizons" recibió la gloriosa misión de detectar el "Terminator" en el sistema solar, porque en el momento de lanzamiento, Plutón seguía siendo el tercer planeta del sistema solar. Nueve planetas fueron degradados a planetas enanos por la Unión Astronómica Internacional 7 meses después de su lanzamiento. A diferencia de los planetas terrestres rocosos (Mercurio, Venus, la Tierra y Marte) y los planetas jovianos gaseosos (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno), Plutón y su luna más grande, Caronte, pertenecen a la tercera categoría: los planetas enanos helados, que tienen una superficie sólida. superficie y está compuesta principalmente de material helado.
Las imágenes y datos científicos devueltos por "New Horizons" muestran que la superficie de Plutón tiene una zona en forma de corazón compuesta por vastas llanuras heladas, y hay una gran cantidad de hielo de metano distribuido en la superficie. una torre de 3.500 metros de altura cerca del ecuador. "New Horizons" también obtuvo por primera vez las complejas y diversas formas del relieve y las características de la superficie de varias lunas de Plutón.
Zi: ¿Por qué elegiste a continuación el Cinturón de Kuiper?
Temporada: El Cinturón de Kuiper es un área en forma de disco a unas 40 a 50 unidades astronómicas (UA, 1 UA son unos 150 millones de kilómetros) del Sol fuera de la órbita de Neptuno. descubierto hasta ahora se cree que se origina a partir de fragmentos del disco protoplanetario que rodea al Sol. Ya en la década de 1950, los astrónomos Kuiper y Edgeworth predijeron la existencia de tal zona "borde" del sistema solar, pero no fue hasta 1992 que se encontró el "primer" objeto del cinturón de Kuiper (KBO), miles de cinturones de Kuiper. Hasta ahora se han descubierto objetos.
Plutón (descubierto en 1930) es el cuerpo celeste más grande conocido en el Cinturón de Kuiper. Su degradación también adelantó virtualmente el descubrimiento del primer objeto del Cinturón de Kuiper en 62 años.
"New Horizons" es la quinta nave tripulada que atraviesa el Cinturón de Kuiper después de las Voyager 1 y 2 y las Pioneer 10 y 11, pero es pionera en la exploración científica del Cinturón de Kuiper y nos dará información sobre la evolución de estos hielos. objetos.
Sonda volando a través del cinturón de Kuiper | Fuente: NASA/JHUAPL/SwRI/Magda Saina
Púrpura: ¿Qué nuevos descubrimientos se hicieron tras la detección del sobrevuelo de Arokos?
Ji: En primer lugar, esta es la primera vez que una sonda humana lleva a cabo una misión de exploración en lo profundo del Cinturón de Kuiper, revelando este territorio distante e inexplorado en el sistema solar. Se cree que los objetos en el Cinturón de Kuiper son restos de material de los primeros días de la formación del sistema solar. Debido a que están ubicados en el borde exterior del sistema solar, estos pequeños cuerpos celestes contienen la información más primitiva sobre la formación y evolución de los planetas del sistema solar. Arokos ha conservado bien el aspecto que tenía cuando se formó el sistema solar hace 4.500 millones de años. En segundo lugar, esta es también la primera vez que los humanos exploran un planetesimal bien conservado, tomando imágenes claras del mismo desde una perspectiva y un alcance cercanos sin precedentes.
Los datos de la nave espacial "New Horizons" muestran que este pequeño objeto con forma de bola de nieve mide unos 35 kilómetros de largo, unos 20 kilómetros de ancho y unos 10 kilómetros de espesor. Los científicos también han logrado nuevos resultados en sus investigaciones sobre el origen, el mecanismo de evolución, la estructura de la superficie y la composición material de Arokos. Las extrañas formas de los ejes de las dos partes de la cabeza y el cuerpo de Arokos indican que puede no haber sido producido por una colisión violenta, sino que se formó por la fusión a baja velocidad de los dos lóbulos después de una disipación orbital a largo plazo. Esto proporciona evidencia directa del modelo de inestabilidad de flujo de formación planetesimal.
La superficie de Arokos tiene puntos y parches brillantes, colinas y valles, hoyos y crestas. Los datos espectrales también indican la presencia de metanol, agua helada y moléculas orgánicas en su superficie. El color rojo de su superficie puede deberse a cambios en la materia orgánica: las moléculas simples se reorganizan en polímeros orgánicos complejos.
Mapa de relieve de Arokos (Stern et al., Science 2019)
Púrpura: ¿Cuál es la importancia de la detección de sobrevuelos de Arokos?
Temporada: Arokos significa cielo en lengua powhatan/algonquina, lo que implica añoranza por el cielo y curiosidad por otros planetas y mundos más allá de la tierra. Este nombre también rinde homenaje al ser humano. el sobrevuelo más distante de la Tierra jamás realizado. Esta detección de pequeños objetos en el Cinturón de Kuiper permite a los humanos comprender la estructura del sistema solar y la formación y evolución de los planetas desde una nueva perspectiva. La investigación detallada sobre más "fósiles vivientes" del sistema solar: pequeños cuerpos celestes antiguos y la detección de moléculas orgánicas ayudarán a la humanidad a explorar la importante cuestión científica del origen de la vida en la Tierra.
Zi: ¿Cuál es el estado de la investigación y el desarrollo en este campo de investigación en China? ¿Cuáles son las otras lagunas?
Temporada: En su misión extendida, la sonda Chang'e-2 de China logró un sobrevuelo cercano al asteroide cercano a la Tierra Tutatis, potencialmente amenazante, y logró importantes resultados científicos, que son de gran impacto reconocidos internacionalmente. Desde 2010, unidades nacionales pertinentes han organizado y demostrado el plan de exploración del espacio profundo de China para 2030, que incluye la implementación de muestreos de pequeños cuerpos celestes y la detección de cometas en el cinturón principal en los próximos años. La exploración del espacio profundo de pequeños cuerpos celestes por parte de China comenzó tarde, la base de la investigación es relativamente débil, es necesario avanzar en tecnologías clave y es necesario mejorar aún más las capacidades de desarrollo de las cargas útiles científicas. La misión de exploración del espacio profundo tiene un largo camino por recorrer. ir.
Vale la pena mencionar que en los últimos años, los científicos nacionales han propuesto un plan para la detección de bordes del sistema solar, que consiste en lograr la detección del borde del sistema solar más allá de 100 unidades astronómicas en 2049 y lanzar detectores para llevar a cabo exploración de heliosfera a gran escala Detección de características espaciales tridimensionales, márgenes del viento solar y características de materiales espaciales interestelares cercanos, visitando el cinturón de asteroides, Júpiter y otros sistemas planetarios gaseosos, y detectando simultáneamente objetos del Cinturón de Kuiper.
Zi: Finalmente, ¿esperemos con interés las tendencias de desarrollo y los posibles avances de la exploración del espacio profundo en el futuro?
Ji: En el futuro, la exploración del espacio profundo y la ciencia planetaria se centrarán en cuestiones científicas clave, combinarán tecnología aeroespacial avanzada, investigación científica y niveles de desarrollo económico, utilizarán objetivos científicos para impulsar y promover la innovación tecnológica y el desarrollo. de industrias emergentes y ampliar la cooperación internacional. A medida que se lleven a cabo más misiones de exploración del espacio profundo, se lograrán nuevos avances en importantes cuestiones científicas que preocupan a los científicos, como el origen del sistema solar, el origen de la vida en la Tierra y la amenaza que representan los pequeños cuerpos celestes para la Tierra. supervivencia de la tierra y de los seres humanos.
Este artículo se publicó originalmente en el número 2 de 2020 de la "China Science Foundation" y se modificó adecuadamente.
Editor jefe: Mao Ruiqing
Editor jefe rotativo: Zhao Haibin