以下文章經The Conversation授權轉載，該網站是一家報道最新研究的線上出版物。
科學是困難的，好的科學更加困難——它需要堅持和大量的耐心。當我們15多年前開始計劃前往冥王星的任務時，我們就知道這將是一場，正如他們所說，持久戰。但我們也知道它有巨大的潛在回報。“新視野號”將是首次近距離觀察我們僅僅在70年裡遙遠瞭解的世界。這種挑戰是難以錯過的。我也沒有錯過。
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最早的萌芽
首次認真討論前往冥王星的任務是在20世紀80年代末。那時，對遙遠恆星在冥王星後面移動的天文觀測（稱為恆星掩星）表明它有一個甲烷大氣層，可能正在迅速蒸發到太空。考慮到冥王星的小尺寸，令人驚訝的是，它的引力足以維持住大氣層。
大約在那個時候，幾位行星科學家開始認真研究冥王星。在整個20世紀90年代，很明顯誰是冥王星科學的熱情貢獻者，我們自然而然地在科學會議上聚集在一起，猜測關於這顆第九大行星的任務。美國宇航局制定了幾個冥王星任務的嘗試，但由於各種原因，沒有一個成功實現，通常是因為資金不足。當美國宇航局在2000年宣佈冥王星任務的機會時，每個人都準備好了一些相當明確的計劃，以最佳化透過飛掠可以完成的科學研究。
冥王星神秘的大氣層
我在1984年作為加州理工學院的研究生開始對冥王星感興趣。當時對大氣層的瞭解太少了，以至於你可以讓計算機模型預測任何事情。但在那些恆星掩星揭示了其意想不到的大氣層之後，我就迷上了冥王星大氣層的研究。我專注於這顆行星的化學成分。當“新視野號”的首席研究員艾倫·斯特恩開始召集研究人員參與這項任務時，他邀請我加入大氣科學團隊。其他任務成員則專注於表面地質、內部結構以及冥王星-卡戎系統五顆衛星的形成等等。
我主要感興趣的是瞭解冥王星大氣層的化學成分和穩定性。冥王星如何在其太陽系45億年的歷史中保持其擴充套件的氣體層？由於冥王星的引力很小，它應該很久以前就逃逸到太空了。但顯然它沒有。
此外，我也很想知道其大氣層中的甲烷是否產生了複雜的碳氫化合物，這些化合物會凝結成氣溶膠，向下沉降，並沉積在冥王星的表面。在太陽系的整個歷史中，這些分子應該會積累，因此我們現在應該會在冥王星表面看到數十米的這種物質。
事實上，“新視野號”確實在冥王星上看到了大片的非常黑暗的區域，這些區域可能由這些光化學產物組成，這些產物是在冥王星大氣層中的甲烷吸收紫外線陽光時產生的。類似的化學處理過的碳氫化合物在太陽系外圍的其他地方也可見。它們通常被稱為“索林斯”——一個用來描述這種紅色的通用術語。我們計劃進行進一步的觀測，以探測冥王星的大氣層，並繪製諸如乙烷、乙炔和乙烯等碳氫化合物氣體的分佈圖，這些氣體凝結形成氣溶膠。
漫長任務背後的漫長曆程
當然，我們必須做大量的準備工作——決定我們試圖解決哪些科學問題，包括哪些儀器，如何有效地在幾十年內操縱探測器並與之通訊。而且我們的工作並沒有隨著九年半前的發射而結束——我們仍然有很多事情要在地球上完成。
也許令人驚訝的是，這個專案從始至終都令人興奮。科學團隊會議總是很有趣且充滿活力，而且在每一步，我們的談話都充滿了對冥王星的各種猜測。即使是無數次的電話會議也通常會穿插一些幽默。
在“新視野號”努力前進的旅程中，我的工作主要包括試圖準備冥王星大氣層的計算機模型，以幫助我們理解我們最終的觀測結果。這比我想象的要困難得多。我們從未遇到過像冥王星這樣的大氣層：氣體以超音速從如此寒冷的行星逃逸，這完全是一種新的情況。而這一挑戰繼續使解讀現在湧入的觀測結果變得複雜。
破解冥王星的謎團
即使在我們發射“新視野號”之後，冥王星的吸引力似乎也在不斷增加，當時除了已知的較大衛星卡戎之外，還發現了另外兩顆衛星。後來，又發現了另外兩顆！人們被冥王星的奧秘所吸引，每一個新的發現似乎都吸引了他們更多的興趣。而國際天文學聯合會在2006年將冥王星從行星降級為矮行星的地位似乎讓公眾更加感興趣。關於冥王星地位的政治爭論，奇怪的發現以及“新視野號”的持續探索透過協同作用，增加了公眾對我們任務的興趣和支援，這反過來又激勵了團隊。
這真是一次千載難逢的機會，可以參與到這樣一個具有歷史意義的事件中。令人欣慰的是，在未來的幾十年裡，“新視野號”任務將被稱為使我們對冥王星的理解取得最大飛躍的努力，而我是其中的一員。
在我寫這篇文章時，這是相遇後的第二天。我們正在獲得令人震驚的結果！各種發現接踵而至。我們將花幾年的時間來研究全新的資料。這絕不是“新視野號”團隊的終點。我們將繼續合作，為“新視野號”規劃一項延伸任務，飛掠另一顆矮冰行星——代號為PT1或PT3，希望在2018年中期。
本文最初發表於The Conversation。閱讀原文。