軌道力學(xué)屬于那種少有的幾個(gè)能做到真正可預(yù)測(cè)的學(xué)科之一。2015年7月14日，美國(guó)的“新地平線號(hào)”空間探測(cè)器將飛越冥王星，這將是迄今為止人類探測(cè)器所抵達(dá)的最遠(yuǎn)距離。它將以5萬(wàn)公里的時(shí)速?gòu)木嘹ね跣潜鶅霰砻娌坏?萬(wàn)公里的高處掠過(guò)，這樣它攜帶的攝像機(jī)可以辨別建筑大小的物體，可對(duì)冥王星巨型的衛(wèi)星卡戎進(jìn)行觀測(cè)。

不難預(yù)料，當(dāng)這些數(shù)據(jù)穿越超過(guò)40億公里的距離被傳回地球時(shí)，將引發(fā)科學(xué)家的極大興趣，不僅是其所包含的關(guān)于冥王星的信息，更在于其他一些人類探測(cè)過(guò)和尚未探測(cè)過(guò)的天體的信息。

科學(xué)家研究太陽(yáng)系運(yùn)行的熱情恒久不變，但對(duì)于太陽(yáng)系的看法卻在不斷變化。從1930年被發(fā)現(xiàn)，一直到2006年“新地平線號(hào)”發(fā)射，冥王星一直被認(rèn)為是太陽(yáng)系的第九大行星。但幾個(gè)月之后，這一認(rèn)識(shí)發(fā)生了改變。一些與冥王星大小相近的天體在其附近被發(fā)現(xiàn)。國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)并沒(méi)有將它們都列為行星，而是在一片爭(zhēng)議聲中，將冥王星與這些新發(fā)現(xiàn)的星體一起劃為矮行星。

“新地平線號(hào)”與冥王星的相遇將是對(duì)這些處于正常狀態(tài)的矮行星們的第一次近距離觀測(cè)。1989年，“旅行者2號(hào)”掠過(guò)海王星最大的衛(wèi)星——海衛(wèi)一特里頓（Triton），揭示了一個(gè)奇異斑駁并伴有令人驚訝的活躍間歇泉活動(dòng)的世界。而在被深藍(lán)色的海王星捕獲成為衛(wèi)星之前，海衛(wèi)一很可能是一顆類似冥王星的矮行星。

解析冥王星照片的有趣之處在于將其與海衛(wèi)一相比較。這顆兄弟星球在海王星潮汐的影響下有著溫暖的內(nèi)核。這樣的比較為行星科學(xué)提供了豐富的視角，既可以展示有著相似起源星體的不同之處，又可以揭示看似迥異的星體間的相似之處。正如2014年科學(xué)家關(guān)于木衛(wèi)二歐羅巴（Europa）令人激動(dòng)的發(fā)現(xiàn)一樣，這顆冰層覆蓋的木星衛(wèi)星與地球有著驚人相似的板塊構(gòu)造。

更為有趣的比較在于對(duì)比冥王星和它的衛(wèi)星卡戎。像地球的衛(wèi)星月球一樣，人們相信卡戎形成于一次母星和另一顆星體的毀滅性碰撞。因此，冥王星與卡戎的區(qū)別將有力地揭示此類碰撞將發(fā)生什么，而同樣的方法也許可用于分析地球與月球的差異。但最有意思的將是，對(duì)比冥王星和小行星帶中最大的天體谷神星。

和冥王星一樣，谷神星在1801年被發(fā)現(xiàn)時(shí)也被授予行星地位。然而，當(dāng)其他運(yùn)轉(zhuǎn)軌道相似的天體陸續(xù)在同一范圍內(nèi)被發(fā)現(xiàn)，谷神星被降級(jí)，成為一顆“小行星”。但在2006年，國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)再次改變了谷神星的歸類，稱按其體積而言，谷神星應(yīng)該被歸為矮行星。這看上去讓人有些迷惑。谷神星當(dāng)然是小行星中的一顆，只不過(guò)大一些。但最近的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，谷神星有異常多的冰，與其他已被觀測(cè)過(guò)的小行星顯著不同。有說(shuō)法稱，谷神星產(chǎn)生的地方比它所在的位置要距離太陽(yáng)遠(yuǎn)得多。也許，正如圣路易斯華盛頓大學(xué)的比爾·麥金農(nóng)所言，谷神星與冥王星相近似之處不僅僅包括體積，還有起源和性質(zhì)。

與谷神星不一樣

行星們?cè)徽J(rèn)為只是圍繞著其被發(fā)現(xiàn)的軌道不停運(yùn)轉(zhuǎn)，與太陽(yáng)保持著幾乎恒定的距離，但過(guò)去十年卻證明變化才是真理。行星的軌道在太陽(yáng)系形成初期似乎曾發(fā)生過(guò)巨大轉(zhuǎn)變。有些人認(rèn)為，太陽(yáng)系最大的行星木星最初的軌道螺旋式向太陽(yáng)靠近，之后在土星的共同作用下，經(jīng)歷了一次“大轉(zhuǎn)向”，使它到達(dá)如今的軌道。而在這個(gè)驟變的過(guò)程中，應(yīng)該是形成了散落于四面八方的小星體，而那些曾經(jīng)接近的物質(zhì)很可能最終形成了如今相距甚遠(yuǎn)的谷神星和冥王星。

湊巧的是，在“新地平線號(hào)”掠過(guò)冥王星之前幾個(gè)月，另一架飛行速度慢很多的太空飛船“曙光號(hào)”（Dawn）將進(jìn)入谷神星軌道展開長(zhǎng)期觀測(cè)。它會(huì)是靠近太陽(yáng)的另一顆冥王星嗎？一顆冰雪覆蓋的小行星？或是木星的一顆冰凍的衛(wèi)星？也許以上都對(duì)，或者都不對(duì)。軌道可以預(yù)測(cè)，但在這些軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)的天體對(duì)于進(jìn)入太空時(shí)代60年的人類而言，往往仍出乎意料。