只有两个航天器离开了我们的太阳系并活下来讲述了故事。2012 年和 2019 年，美国宇航局的“旅行者 1 号”和“旅行者 2 号”航天器分别突破了日球层顶，这是太阳影响范围让位于星际介质的边界。它们从这个遥远的位置发回了非凡的宝藏，这是人类首次涉足我们太阳系边缘之外的无限领域。然而，一个更先进的飞行器正在紧追不舍，它配备了改进的仪器、更新的光学器件，甚至还有一种对星际介质本身进行采样的方法。“新视野号”于 2006 年从地球发射升空，执行访问冥王星的任务，于 2015 年抵达，并在其短暂的飞掠期间揭示了令人难以置信的细节。此后，该航天器继续向星际前沿巡航。它现在已经开始了第二次扩展任务，并将很快从深度休眠中醒来，在太阳系外围开启大量新的科学机会。“到达我们航天器所在的位置需要很长时间，”约翰·霍普金斯大学应用物理实验室 (JHUAPL) 在马里兰州的“新视野号”任务运行经理艾丽斯·鲍曼说。“当你在太阳系的那部分区域拥有一艘航天器时，这对科学界来说是一笔巨大的财富。航天器在那么远的地方可以做很多独特的事情。我们绝对想利用这一点。”
对于“新视野号”来说，这些“独特的事情”包括对天王星和海王星进行前所未有的研究、对当地尘埃进行采样、研究宇宙中的背景光等等。西南研究院 (SwRI) 在德克萨斯州的任务负责人艾伦·斯特恩说，总而言之，这将是任务的新阶段，这个阶段“本质上真正独特且跨学科”。今年 10 月，这项为期两年的第二次扩展任务正式开始，但在 2023 年，随着航天器退出休眠状态并认真开始其科学计划，任务将会加快步伐。“关于如何在天体物理学、日球物理学和行星科学中做事，有很多好主意，”斯特恩说。“我们采用了其中最好的。”甚至还有一种诱人的可能性，即访问柯伊伯带中的另一个天体，柯伊伯带是潜伏在海王星之外的小行星和冰冷天体的区域，“新视野号”已经在那里访问过一个天体——在 2019 年冥王星相遇后访问了 阿罗科斯。即使没有这种可能性，美国宇航局也有充分的理由延长任务。“新视野号”位于太阳系中的独特位置，并配备了一套功能强大的仪器，”美国宇航局总部 (位于华盛顿特区) 的“新视野号”计划科学家贝基·麦考利·伦奇说。“[它] 可以为日球层和太阳风提供有价值的见解，对宇宙背景辐射进行天文观测，并提供关于天王星和海王星的有价值的数据，这些数据可以应用于我们关于冰巨行星的知识。”
自 6 月 1 日以来，航天器一直处于休眠状态，其主要系统已关闭以节省电力，而每分钟五转的轻柔旋转使航天器保持在航线上，而不会耗尽燃料。航天器的核电池的功率输出已从最初设计的 240 瓦特降级，现在约为 200 瓦特，并且在“新视野号”发射时携带的 78 公斤肼燃料中，还剩下约 11 公斤。“我们只剩下八分之一的燃料，”斯特恩说。这使得操作变得困难。“这变得更具挑战性，”鲍曼说。“当我们选择要进行的活动时，我们必须非常谨慎。”然而，对于航天器的运行来说，这已经足够多的电力和燃料可以持续到遥远的未来，可能到 2040 年代甚至 2050 年代，届时航天器应该已经穿越边界进入星际空间。“新视野号”目前距离太阳约 55 个天文单位 (AU)，即地球到太阳距离的 55 倍，距离该边界约 65 个天文单位，并以“每年 3 个天文单位”的速度向外行驶，斯特恩说。
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3 月 1 日，航天器将退出休眠模式，开启其系统，真正开始其新的扩展任务（尽管一些仪器已经在休眠状态下采集数据）。4 月，航天器将停止旋转，使其能够拍摄天王星的图像。它将在 2023 年秋季再次拍摄天王星和海王星的图像，并在 2024 年春季再次拍摄天王星的图像。这将使天文学家能够跟踪行星旋转时云层的运动，从而更好地了解它们的能量平衡，特别是当太阳光照射到它们时，尤其是在 2023 年秋季，“新视野号”将从侧面观察这些行星，而哈勃和其他地面望远镜将近乎同时地从地球上观察它们的近侧。
虽然行星对于“新视野号”来说只会显示为光点，但航天器应该能够跟踪行星亮度的变化，这与哈勃的观测结果相对应。“不必完全同步，但我们肯定会将哈勃可以观测到的最佳时间纳入其中，以便‘新视野号’进行观测，”亚利桑那州洛厄尔天文台的行星科学家、任务的联合研究员威尔·格伦迪说。反过来，这些研究可能对其他太阳系中系外行星的调查有用。到目前为止，像天王星和海王星这样的冰巨行星已被发现相对常见。通过了解“新视野号”在其对这些行星的有限观测中与哈勃望远镜的观测结果相比可以看到什么，天文学家可以将此推断到理解类似系外行星的远程观测结果。“这将让人们真正拿起笔来，弄清楚你可以从这种观测中学到什么，”格伦迪说。
通过将其相机指向深空，不受阳光的阻碍，“新视野号”已经揭示了关于宇宙的一些令人惊讶的事情，即来自所有恒星和星系的背景可见光大约是预期的两倍。可能的解释包括少量微弱的星系，这些星系对于哈勃这样的望远镜来说可能是不可见的，但詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 可以观测到，或者是在星系中漂流的流浪恒星。“我们将在 16 个不同的方向进行更精确的测量，”斯特恩说，而之前只有两个方向。这应该可以解释背景光是均匀地分布在天空中还是集中在某些方向。该团队还将在紫外线下进行相同的实验，“以‘排除’或‘纳入’一些想法，”斯特恩说。
“新视野号”还能够比“旅行者 1 号”和“旅行者 2 号”更详细地研究其当前的空间区域。据认为，该航天器位于柯伊伯带内外区域之间的“沙漠”中，那里的尘埃和天体密度低于柯伊伯带其余部分的平均水平。航天器上的尘埃探测器应该每年探测到少量的尘埃撞击，而这些撞击产生的电磁脉冲应该告诉科学家尘埃有多大以及尘埃的数量，其中一些尘埃可能是柯伊伯带中天体碰撞产生的。“这是一种品尝柯伊伯带碰撞效果的方式，”格伦迪说。“即使是小天体也会相互碰撞，我们可以探测到尘埃。这是一种了解柯伊伯带最外层范围的方式。”“新视野号”还将从远处观测多达 10 个左右的其他柯伊伯带天体，可能会通过与地面望远镜协同工作来分辨它们的形状和大小，并寻找小型伴星的证据。
随着航天器接近日球层顶，它还将告诉我们更多关于太阳日球层（其影响区域）的特性如何变化的信息——测量当地的等离子体、带电粒子以及来自星际介质的氢气涌入。“我们现在有机会绘制氢分布的全球地图，”JHUAPL 空间科学首席科学家、“新视野号”的联合研究员拉尔夫·麦克纳特说。“这是了解整体日球层如何与星际介质大规模相互作用，以及星际介质对我们家园做什么的关键部分。”然而，希望是航天器能够在 2040 年代保持运行并获得资金，届时它应该已经到达距离地球约 120 个天文单位的日球层顶。“我们认为我们有足够的电力，”麦克纳特说。
然而，所有这些计划都有可能在瞬间改变。利用夏威夷的昴星团望远镜，该团队继续在柯伊伯带搜寻另一个要访问的天体，比如阿罗科斯。如果发现一个合适的候选天体，“新视野号”可以到达，“我们将放弃其余计划以节省燃料，”斯特恩说。“我们被派去执行柯伊伯带任务。”到目前为止，还没有找到这样的目标，但搜索仍在继续。“如果我们能获得第二个柯伊伯带天体，那将超越一切，”斯特恩说。“如果我们能找到一个我们能够用燃料供应到达的天体，即使是在四五年后，那也将是头条新闻。”但不能保证会出现这样的结果。“几率不大，因为我们已经穿过了柯伊伯带最密集的部分，”格伦迪说。“这希望渺茫。”
在没有找到这样的目标的情况下，该团队还在考虑将另一项备受瞩目的任务作为其最新扩展任务的一部分。可以指示航天器转向并向后看地球，复制“旅行者 1 号”在 1990 年从 40 个天文单位的距离拍摄的我们星球著名的“暗淡蓝点”图像。斯特恩说，该团队目前正在调查这是否可行。“问题是我们离太阳比‘旅行者号’远得多，”他说。这可能会使地球太难以在太阳的眩光下分辨出来，而太阳的亮度可能会损坏航天器的仪器。“我们不会为了做到这一点而烧坏相机，”斯特恩说。
在未来几十年内，没有其他航天器会像“新视野号”一样穿越同一片太空区域。在美国，麦克纳特领导的一项名为“星际探测器”的计划目前正在被考虑作为一个潜在的未来项目，但国家科学院的太阳和空间物理十年调查预计要到 2024 年 12 月才会做出决定。虽然自该团队去年发表提案以来，该项目没有重大更新，但有一个重大发展，即太空发射系统 (SLS) 的首次成功发射，该系统被指定为这项雄心勃勃的任务的潜在运载火箭。麦克纳特说，他的团队还与其他公司讨论了可能发射该任务的其他大型火箭，例如 SpaceX 的星舰，预计该星舰将在 2023 年进行首次轨道试飞。“我们正在与他们交谈，”麦克纳特说。中国的另一项星际任务“星际快车”似乎也仍在按计划在本十年晚些时候发射。
就目前而言，“新视野号”是唯一一艘冲向太阳系边缘的航天器，它有两个可能的未来。一种是以多年来无与伦比的方式对太阳系外围进行跨学科研究。“我们正在穿越‘旅行者号’走过的外日球层，但配备了大大改进的仪器，”斯特恩说。“我们的粒子仪器灵敏度更高。我们有一个尘埃探测器。我们的紫外线光谱仪正在被用来研究中性氢气体的分布。“旅行者号”没有技术做到这一点。”另一种是转向柯伊伯带外围尚未发现的小行星或彗星，这是一个诱人但越来越具有挑战性的可能性。“我们不知道柯伊伯带到底延伸多远，”斯特恩说。“我们正在全力以赴。如果那里有东西可以到达，我们会找到它。”