天文史上的今天:人类首次探测一颗矮行星

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摘要:2015年3月6日,黎明号探测器进入谷神星轨道,开展人类首次对一颗矮行星的考察。仅仅相隔4个月,新视野号探测器在当年7月份飞越冥王星,使后者成为第二颗被近距离探测的矮行星。

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天文史上的今天:人类首次探测一颗矮行星?

“黎明号”任务徽标 来源:NASA

2015年3月6日,黎明号探测器进入谷神星轨道。这是人类探测器首次对一颗矮行星进行考察。

“黎明”号(Dawn)是美国宇航局在2007年9月发射的一颗探测器,其使命是对小行星带的两个最大的天体:即谷神星和灶神星进行考察。

黎明号创造了很多项航天史上的第一次,比如:在那之前,人类探测器只是途径小行星带,还从未有探测器专门围绕其中某个天体开展考察,而黎明号先后围绕小行星带两颗最大的天体谷神星和灶神星进行探测,成为它们的人造卫星,这是第一次。

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2007年9月27日,黎明号探测器发射升空 来源:NASA

相比成为了矮行星的谷神星,灶神星名气要小一些。灶神星正式编号是“4 Vesta”,即4号小行星,因为它是第四个被发现的小行星,发现时间是在1807年。灶神星平均直径超过520公里,如果一头放在上海,另一头几乎要到青岛。它是小行星带内质量第二大天体,仅次于已经被归入矮行星,脱离了小行星行列的谷神星。

灶神星最特别的地方在于,它在历史上曾经遭受过几次极为严重的撞击。它的地表存在两个巨大的撞击坑结构,一个名叫“Rheasilvia”,直径超过500公里,中心点位置靠近南极,几乎占据了整个灶神星的直径,非常恐怖。

还有另一个撞击坑同样极为巨大,名为“Veneneia”,直径超过400公里的撞击坑。“Rheasilvia”相对年轻,部分叠加在较古老的“Veneneia”基础之上,其挖掘深度接近20公里,撞击坑内的中央峰高度同样接近20公里,几乎使其可以与火星上的奥林匹斯火山争夺太阳系最高山峰的头衔。

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黎明号拍摄的灶神星 来源:NASA

如此强烈的撞击事件一定会产生很多碎块的溅射。而人们在地球上采集到的大量陨石中,的确有一类陨石根据光谱特征被判定为源自灶神星,即HED陨石,大约占到所有陨石的5%,比例不低。

2011年7月份,黎明号抵达它的第一个目标灶神星,并在轨道上开展了持续大约14个月的考察任务;而在完成对灶神星的考察之后,黎明号又转而去往谷神星进行考察,这是距离地球最近的一颗矮行星。2012年下半年,黎明号离开灶神星轨道,开始朝着谷神星方向飞行。

不了解谷神星和矮行星?没关系,我们专门做过介绍:

天文史上的今天:一颗命运跌宕起伏的星球HED陨石样本

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QUE 94200 来源:wiki

这本身又创造了一个新的记录,那就是先后进入两个天体的轨道进行考察。在此之前,人类探测器当然有过对多个天体进行考察的情况,比如旅行者探测器先后对外太阳系几大行星进行了考察,甚至我们国家的嫦娥2号在完成对月球的探测之后,也通过变轨机动,对一颗近地小行星“图塔蒂斯”进行了拍摄考察。

但是,还从未有过这样的情况,即一颗探测器进入一颗天体的轨道开展考察,完成之后变轨机动,离开这颗天体,飞向下一个目标,然后再次进入第二颗天体的轨道进行考察。

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谷神星,质量足够大,成为球体,这也是它能够入选矮行星的重要条件 来源:NASA

如果使用传统发动机,这种大幅度变轨机动将需要消耗大量燃料,在工程上几乎不可实现。但是黎明号最大的特别之处在于它使用了新型离子推进器,能够以极为“轻柔”而“耐心”的方式,完成之前难以想象的变轨机动。这也为未来的行星际探测规划提供了巨大的想象空间。

2015年3月6日,黎明号进入谷神星轨道,时间上仅比美国宇航局的“新视野”号探测器在7月份飞越另一颗矮行星冥王星早了几个月。目前,黎明号仍在围绕谷神星运行。