前言

地平線號，又名新視野號，這是一艘由美國發(fā)射的無人探測飛船。2006年1月19日，這個飛船從地面上起飛，經(jīng)過的大量的燃料加速，地平線號被加速到16.26公里每秒，這個速度已經(jīng)十分接近可以脫離太陽系的第三宇宙速度。

我們國家的嫦娥飛船需要用五天時間才能到達月球，而這個地平線號只用了9個小時就已經(jīng)飛躍月球的軌道之外了。僅從速度上看，至今地平線號依舊是世界上起飛速度和飛行速度最快的人造飛行器。

地平線號探測器

之所以要飛這么快，是因為地平線號的目的地是太陽系的邊緣——冥王星和柯伊伯帶。

在離開地球后，地平線號失去能量幫其加速，但是在到達木星之后，借助木星的重力勢能進行加速，最終地平線號的速度達到了20.8公里每秒，這個速度，相當于十秒鐘就跨越一個城市了。

即便是如此快的速度，地平線號依舊用了九年五個月零二十五天才到達冥王星的運行軌道。在對冥王星進行一系列的數(shù)據(jù)收集后，它又馬不停蹄地前往柯伊伯帶，至此才終于抵達了它的最終目的地。

地平線號運行軌跡

直到現(xiàn)在地平線號依舊在柯伊伯帶探索著，并且在探索的過程中將柯伊伯帶的數(shù)據(jù)傳輸回地球，全部數(shù)據(jù)傳輸完共需要十八個月的時間。

柯伊伯帶初接觸

用了將近九年半的時間到達冥王星后，地平線號用了一年多的時間才將冥王星的數(shù)據(jù)傳輸回地球上。

這是因為對于一個沒有能量補充的無人探測飛船來說，它的信號發(fā)射裝置無法傳輸太多的數(shù)據(jù)，而且幾十億公里的距離，即便以光速傳輸，依舊需要好幾個小時的時間才能將數(shù)據(jù)傳到地球表面，傳輸?shù)倪^程中信號還會被宇宙中的物質(zhì)所削弱。

地平線號傳回的冥王星地況

就這樣地平線號一邊傳輸著數(shù)據(jù)，一邊往柯伊伯帶前進。在2015年11月2日，它在遠距離觀察了酆神星，在2016年7月，它又觀測了創(chuàng)神星。

這兩個被觀察對象都屬于外海王星天體。曾經(jīng)在發(fā)現(xiàn)了八大行星之后，科學家們經(jīng)過計算，認為第八顆行星海王星的運行軌跡不對勁，應該有其他的行星在影響攝動了它的運行，因此判斷可能還有第九顆行星的存在。

于是天文學家克萊德·湯博根據(jù)這個結論，找到了冥王星的存在。但是直到2005年，鬩神星的發(fā)現(xiàn)推翻了冥王星的行星地位，因為這個星球的發(fā)現(xiàn)，證明了在海王星之外并不是只有一個行星攝動它的運行，而是有許多像冥王星、鬩神星、創(chuàng)神星等矮行星在聯(lián)合影響海王星。

海王星

所以科學家們認為，在海王星之外已經(jīng)不會再有行星了，這些矮行星其實是普遍存在于太陽系外圍的天體。

冥王星、鬩神星這些屬于其中最大的天體，剩余的還有許多比較小的小行星，這些小行星被太陽的引力吸引著，在太陽系黃道面的最外圍旋轉(zhuǎn)著。

我們知道，在火星與木星之間，有一圈小行星帶，而柯伊伯帶遠比小行星帶的范圍要大許多，小行星的數(shù)量和質(zhì)量也要遠超小行星帶。

但是柯伊伯帶的小行星體積即便都比較小，本身又不發(fā)光，所以人類在地球上是很難觀測到柯伊伯帶上的小行星的。

柯伊伯帶

但是我們也知道，小行星如果撞擊地球，很有可能會造成生物滅絕事件，比如六千五百萬年前的恐龍滅絕事件，元兇就是小行星。

大家可能會覺得柯伊伯帶的小行星都已經(jīng)被太陽的重力捕捉鎖定了，因此不會輕易進入到太陽系中心。

但是天體的運動軌跡是十分復雜的，由于宇宙的廣闊，天體之間的距離很大， 所以大多數(shù)時間中，柯伊伯帶中的小行星之間都是互不干擾，但是整個太陽系甚至整個宇宙，沒有任何一個物體會停止運動的。

實際上太陽此刻也是帶著太陽系大大小小的天體在銀河系的獵戶座旋臂中圍繞著銀河系中央的超級黑洞旋轉(zhuǎn)著。在這個過程從，太陽系必然會遇到大大小小的天體，這些天體很有可能會撞擊到柯伊伯帶的小行星，然后引發(fā)連鎖反應。

太陽系天體旋轉(zhuǎn)前進

這時，柯伊伯帶的天體就有可能進入到太陽系內(nèi)側(cè)，對我們的安全產(chǎn)生威脅。

柯伊伯帶的真實情況

其實一開始人們是不知道在太陽系外圍還有這么多小行星圍繞著的?？茖W家們曾經(jīng)認為，在太陽系的邊緣，會因為太陽引力的減弱，導致無法留住天體，所以大多數(shù)天文學家都會認為在太陽系的外圍是空無一物的。

但是經(jīng)過地平線號的探測以及拍下的真實畫面，現(xiàn)在科學家們已經(jīng)能夠確認那里的確擁有大量的小行星天體。這些小行星的主要構成成分是金屬和巖石，還有大量的揮發(fā)成分被凍成固體，然后形成的小行星。

柯伊伯帶小行星

通過研究地平線號檢測的數(shù)據(jù)，科學家們發(fā)現(xiàn)，組成這些小行星的物質(zhì)來源主要有三個：①地外天體被太陽引力捕捉；②太陽系剛剛形成時各種天體之間碰撞產(chǎn)生的碎片碎屑；③如氦氣、甲烷、氫氣等原子序號比較低，比較容易揮發(fā)的氣態(tài)物質(zhì)，逃逸到太陽系邊緣后被極低的溫度凍成固態(tài)。

而且在柯伊伯帶的小行星位置并不是一成不變的，它們之間會發(fā)生碰撞，相互融合或產(chǎn)生更多的碎片，在這個過程中，就有可能會形成體積巨大的小行星甚至矮行星，直到最后甚至會形成像我們生活著的地球一樣的行星。毫無疑問，這樣的外太陽系都是此前人們無法想象的。

柯伊伯帶小行星也會碰撞

為什么要研究柯伊伯帶

作為普通人而言，沒有多少人會關注天上的星星什么時候會掉下來，也不會有多少人關注天上的行星有什么成分。我們每天僅僅是為了活下去，就基本要拼盡全力了。

但是這些問題我們不考慮，總有人需要考慮的，為了保證整個地球的安全，所以科學家們才需要花費大量的時間和資源研究這些問題。

探測柯伊伯帶中小行星的位置和構成成分，是我們必須要做的事情，一方面是為了預防柯伊伯帶上的小行星對我們造成威脅，另一方面我們也可以通過研究柯伊伯帶的小行星構成物質(zhì)，分析柯伊伯帶的形成原因，從中了解太陽系的形成過程。

柯伊伯帶能夠解密太陽系形成過程

首先，柯伊伯帶中的被凍成固態(tài)的揮發(fā)物質(zhì)，這些都是地球十分稀缺的資源，比如甲烷，這是一種在生活中比較常見的燃料，在柯伊伯帶卻是固體狀態(tài)只要能將其回收，就能因此獲得大量的燃料，除此之外，在柯伊伯帶還有大量的水冰和氨冰等等物質(zhì)，這些都是人類活動需要的資源。

在太陽系邊界收集資源當然是一件難度極高的事情，我們此時此刻最應該做的其實是標記好柯伊伯帶上每一顆小行星的位置和軌跡，然后計算出是否有小行星有可能會對我們產(chǎn)生威脅。

除此之外，計算好小行星的運動軌跡，還能幫助我們研究行星的生成過程。一直以來行星的生成環(huán)節(jié)一直困擾著科學家們，甚至科學界一度以外只有在恒星系誕生的一瞬間，才有可能產(chǎn)生大量的行星。

行星運動軌跡計算方式

但是這個理論并不太符合我們的觀察，隨著天文學的發(fā)展，科學家們漸漸認為在恒星系基本定型后，依舊有可能會產(chǎn)生行星。

直到柯伊伯帶的發(fā)現(xiàn)，從側(cè)面佐證了這一觀點。許多太陽系形成初期產(chǎn)生的碎片被保留在柯伊伯帶和小行星帶上，這些小行星雖然質(zhì)量小，相互間的距離大，但是隨著時間的推移，這些小行星還是會在引力的作用下互相吸引，發(fā)生撞擊和融合。

科學家們認為，我們所熟識的冥王星，就是這樣一顆由柯伊伯帶小行星組成的矮行星，而且冥王星周圍還擁有五顆衛(wèi)星，這五顆衛(wèi)星明顯也是由柯伊伯帶小行星組成的。

冥王星的衛(wèi)星

甚至其中為冥衛(wèi)一的質(zhì)量已經(jīng)大到可以影響冥王星了，所以冥衛(wèi)一并不是單純地圍繞著冥王星轉(zhuǎn)，而是形成一個雙星系統(tǒng)，它們旋轉(zhuǎn)的中心已經(jīng)不在冥王星身上了。

相信隨著時間的發(fā)展，這兩顆天體最終會發(fā)生碰撞并融合到一起，而太陽系的第九顆行星也有可能因此誕生。

研究行星誕生的過程，遠比我們想象中的要重要，因為我們所居住的地球就是一顆行星，將來我們要探索宇宙，主要尋找的除了資源，就只有適宜居住的行星。將行星形成因素研究透徹，可以幫助我們在宇宙中更加精準地找到適合人類居住的行星。

宇宙有很多類地行星

未來人類在宇宙中的發(fā)展

雖然對柯伊伯帶的研究能夠讓人類的發(fā)展更進一步，但是以目前人類的能力，還不足以在柯伊伯帶上做進行除探測以外所有的事情。僅僅將一個探測器送過去就用了十年的時間，如果我們要從上面采集點什么再運回來，那二十年就過去了。

所以現(xiàn)階段人類對柯伊伯帶的研究受到了距離的限制，這個距離說遠也不算遠，幾十億公里，相當于十幾光時，但以人類目前的速度，就已經(jīng)被這個看上去不遙遠的距離給束縛住了。

所以想要研究宇宙，我們首先要提升的就是速度，而要想提升速度，就需要源源不斷的強大能量?，F(xiàn)在人類所使用的主流能源是化石能、太陽能、重力勢能、風能、核能等。

太陽能

除了核能，其他能源其實都是太陽能源在地球經(jīng)過轉(zhuǎn)化后產(chǎn)生的能源，這些能源普遍擁有重量大利用效率低的缺點，并不適合用于探索宇宙。

而核能中，核裂變反應會有很高的放射性，而且由于核裂變超高的溫度無法在宇宙中進行有效散熱。可控核聚變，至今我們也沒造出來。可以說，目前我們是被能源限制在地球上的。

而太陽，就是一個天然的核聚變反應堆，如果我們能夠從太陽中高效地獲取能量，那么我們就有可能去往更加遙遠的星際。

太陽核聚變

如果能夠達到光速的20%，前往柯伊伯帶也只是需要幾天時間而已。所以目前我們在宇宙中探索的發(fā)展方向其實有兩個，一個是研究出可控核聚變，并且將其縮小化模塊化，另一個就是往太陽系中心發(fā)展，借助太陽的能量探索宇宙。

結語

人類目前還是太慢太渺小，就連太陽系中的天體都無法完全探測明白。但是相信科學家們肯定早已經(jīng)在計劃人類科技的發(fā)展方向，雖然現(xiàn)在科技發(fā)展的速度已經(jīng)慢下來了，但是我們?nèi)祟愂冀K在堅定不移地往前走?？傆幸惶欤茖W將為我們揭開宇宙神秘的面紗。

探索宇宙