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第27章 柯伊伯之境（第7页）

-样本返回任务：计划发射一个能够采集柯伊伯带天体样本并返回地球的探测器，以便科学家在地球上的实验室中对样本进行更深入的分析，这将有助于更准确地了解柯伊伯带天体的物质成分、物理性质和化学特征，以及是否存在生命迹象等。

技术发展推动探测计划

-新型推进技术应用：随着离子推进技术、太阳帆技术等新型推进技术的不断发展和成熟，未来有望利用这些更高效的推进方式发射探测器去柯伊伯带，大大缩短飞行时间，提高探测效率。

-小型化和高集成度探测器：研发更小、更轻但功能更强大的探测器，降低发射成本和难度，同时提高探测器的性能和可靠性，使其能够更好地适应柯伊伯带的恶劣环境并完成复杂的探测任务。

新视野号探测器的结构和功能如下：

结构

-主体结构：长约2。1米，最宽处仅2。7米，发射时重量478千克，主体结构小巧紧凑，便于发射和在太空中飞行。

-能源系统：采用10。9千克钚内置同位素温差发电机，利用钚放射性衰变产生的热量转化为电能，为探测器提供持续稳定的能源，确保探测器在远离太阳的黑暗环境中也能正常工作。

-姿态控制系统：配备了星敏感器、惯性导航系统和太阳敏感器，用于联合定姿，精确确定探测器在太空中的位置和姿态；同时还设有12个0。8牛顿的推力器用于姿态控制，以及4个4。4牛顿的推力器用于轨道修正。

-通信系统：搭载一个直径30厘米的低增益天线和一个直径2。1米的高增益天线，用于与地球进行通信，将探测到的数据传输回地球。

功能

-光学成像功能：

-可见光成像相机：可在可见光范围内工作，有四个不同的滤光器，能测量冥王星及柯伊伯带天体表面的甲烷霜等物质分布，还设有两个全色滤光器，用于测量发微光的遥远物体，可产生高分辨率的彩色地图。

-远程勘测成像仪：能够在远距离对目标天体进行高分辨率成像，帮助科学家了解天体的表面特征、地形地貌等信息。

-光谱分析功能：

-成像光谱阵列：主要由多谱线可见光成像相机和线性标准成像光谱阵列组成，可在红外光谱范围内工作，通过分析不同波长的光，鉴别冥王星及柯伊伯带天体表面的分子成分，如甲烷霜、氮、一氧化碳、水冰等的分布情况。

-紫外线成像光谱仪：用于探测目标天体的紫外线辐射，分析其大气成分和表面物质的化学性质。

-粒子探测功能：

-太阳风分析仪：用于探测太阳风的离子成分、速度、温度等参数，研究太阳风与太阳系天体的相互作用。

-高能粒子科学调查频谱仪：可以测量宇宙射线中的高能粒子，了解宇宙射线的强度、能量分布等信息，以及这些粒子对探测器和太阳系天体的影响。

-其他功能：

-尘埃计数器：用于检测太空中的尘埃颗粒数量、大小和速度等信息，帮助科学家了解太阳系中的尘埃分布和演化情况。

-无线电探测仪：通过对天体的无线电辐射进行探测和分析，研究天体的磁场、等离子体环境等特性。

新视野号探测器在柯伊伯带的探测任务主要有以下几方面：

天体观测与成像

-近距离观测天体：对柯伊伯带内的天体进行近距离观测和成像，如2019年1月飞越的“天涯海角”小行星，获取其表面特征、形状、大小、颜色等详细信息。

-发现新天体：在柯伊伯带中寻找此前未被发现的天体，增加对柯伊伯带天体数量、分布和多样性的认识。

物质成分分析

-光谱分析：利用成像光谱阵列和紫外线成像光谱仪等设备，分析柯伊伯带天体表面的分子成分，如甲烷霜、氮、一氧化碳、水冰等的分布情况，了解其物质组成和化学性质。

-尘埃探测：通过尘埃计数器检测太空中的尘埃颗粒数量、大小和速度等信息，研究柯伊伯带中的尘埃分布和演化情况，以及其与天体的相互作用。

探索柯伊伯带结构与环境

-范围与边界探测：确定柯伊伯带的实际宽度和边界范围，以及是否存在如第二条外带等其他结构。

-环境参数测量：测量柯伊伯带中的辐射环境、磁场强度、等离子体密度等物理参数，研究其与太阳系其他区域的差异和联系。

新视野号探测器的科学数据被科学家分析和利用的过程如下：

数据预处理

-格式转换与校准：将接收到的原始数据转换为便于处理和分析的格式，并依据探测器的校准数据，对仪器的测量值进行辐射校正、几何校正等，消除系统误差。

-去噪与筛选：采用滤波技术、小波去噪法等去除数据中的噪声，同时剔除异常值和坏数据，提高数据质量。

数据分析

-统计分析：计算数据的均值、方差、标准差等统计量，了解数据的分布特征；还会进行相关性分析、回归分析等，以揭示不同参数之间的关系。