以下文章经The Conversation授权转载，该网站是一家报道最新研究的在线出版物。
科学是困难的，好的科学更加困难——它需要坚持和大量的耐心。当我们15多年前开始计划前往冥王星的任务时，我们就知道这将是一场，正如他们所说，持久战。但我们也知道它有巨大的潜在回报。“新视野号”将是首次近距离观察我们仅仅在70年里遥远了解的世界。这种挑战是难以错过的。我也没有错过。
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最早的萌芽
首次认真讨论前往冥王星的任务是在20世纪80年代末。那时，对遥远恒星在冥王星后面移动的天文观测（称为恒星掩星）表明它有一个甲烷大气层，可能正在迅速蒸发到太空。考虑到冥王星的小尺寸，令人惊讶的是，它的引力足以维持住大气层。
大约在那个时候，几位行星科学家开始认真研究冥王星。在整个20世纪90年代，很明显谁是冥王星科学的热情贡献者，我们自然而然地在科学会议上聚集在一起，猜测关于这颗第九大行星的任务。美国宇航局制定了几个冥王星任务的尝试，但由于各种原因，没有一个成功实现，通常是因为资金不足。当美国宇航局在2000年宣布冥王星任务的机会时，每个人都准备好了一些相当明确的计划，以优化通过飞掠可以完成的科学研究。
冥王星神秘的大气层
我在1984年作为加州理工学院的研究生开始对冥王星感兴趣。当时对大气层的了解太少了，以至于你可以让计算机模型预测任何事情。但在那些恒星掩星揭示了其意想不到的大气层之后，我就迷上了冥王星大气层的研究。我专注于这颗行星的化学成分。当“新视野号”的首席研究员艾伦·斯特恩开始召集研究人员参与这项任务时，他邀请我加入大气科学团队。其他任务成员则专注于表面地质、内部结构以及冥王星-卡戎系统五颗卫星的形成等等。
我主要感兴趣的是了解冥王星大气层的化学成分和稳定性。冥王星如何在其太阳系45亿年的历史中保持其扩展的气体层？由于冥王星的引力很小，它应该很久以前就逃逸到太空了。但显然它没有。
此外，我也很想知道其大气层中的甲烷是否产生了复杂的碳氢化合物，这些化合物会凝结成气溶胶，向下沉降，并沉积在冥王星的表面。在太阳系的整个历史中，这些分子应该会积累，因此我们现在应该会在冥王星表面看到数十米的这种物质。
事实上，“新视野号”确实在冥王星上看到了大片的非常黑暗的区域，这些区域可能由这些光化学产物组成，这些产物是在冥王星大气层中的甲烷吸收紫外线阳光时产生的。类似的化学处理过的碳氢化合物在太阳系外围的其他地方也可见。它们通常被称为“索林斯”——一个用来描述这种红色的通用术语。我们计划进行进一步的观测，以探测冥王星的大气层，并绘制诸如乙烷、乙炔和乙烯等碳氢化合物气体的分布图，这些气体凝结形成气溶胶。
漫长任务背后的漫长历程
当然，我们必须做大量的准备工作——决定我们试图解决哪些科学问题，包括哪些仪器，如何有效地在几十年内操纵探测器并与之通信。而且我们的工作并没有随着九年半前的发射而结束——我们仍然有很多事情要在地球上完成。
也许令人惊讶的是，这个项目从始至终都令人兴奋。科学团队会议总是很有趣且充满活力，而且在每一步，我们的谈话都充满了对冥王星的各种猜测。即使是无数次的电话会议也通常会穿插一些幽默。
在“新视野号”努力前进的旅程中，我的工作主要包括试图准备冥王星大气层的计算机模型，以帮助我们理解我们最终的观测结果。这比我想象的要困难得多。我们从未遇到过像冥王星这样的大气层：气体以超音速从如此寒冷的行星逃逸，这完全是一种新的情况。而这一挑战继续使解读现在涌入的观测结果变得复杂。
破解冥王星的谜团
即使在我们发射“新视野号”之后，冥王星的吸引力似乎也在不断增加，当时除了已知的较大卫星卡戎之外，还发现了另外两颗卫星。后来，又发现了另外两颗！人们被冥王星的奥秘所吸引，每一个新的发现似乎都吸引了他们更多的兴趣。而国际天文学联合会在2006年将冥王星从行星降级为矮行星的地位似乎让公众更加感兴趣。关于冥王星地位的政治争论，奇怪的发现以及“新视野号”的持续探索通过协同作用，增加了公众对我们任务的兴趣和支持，这反过来又激励了团队。
这真是一次千载难逢的机会，可以参与到这样一个具有历史意义的事件中。令人欣慰的是，在未来的几十年里，“新视野号”任务将被称为使我们对冥王星的理解取得最大飞跃的努力，而我是其中的一员。
在我写这篇文章时，这是相遇后的第二天。我们正在获得令人震惊的结果！各种发现接踵而至。我们将花几年的时间来研究全新的数据。这绝不是“新视野号”团队的终点。我们将继续合作，为“新视野号”规划一项延伸任务，飞掠另一颗矮冰行星——代号为PT1或PT3，希望在2018年中期。
本文最初发表于The Conversation。阅读原文。