迎接小行星的“黎明”

小行星被认为是处于萌芽期但未得到机会成长起来的“行星婴儿”，探测小行星将有助于了解太阳系的起源，这就是为什么一个正在奔赴灶神星和谷神星的小行星探测器被命名为“黎明”号的原因。

　　5月11日，美国宇航局宣布，黎明号探测器拍摄到了太阳系最主要的小行星之一——灶神星的图片。接下来，黎明号即将开始对灶神星为期至少6个月的观测。然后，于2015年赶到谷神星继续观测，最终完成对两个小天体分别近距离绕飞探测任务。

　　

　　黎明号小行星探测器

　　

　　黎明号小行星探测器于2007年9月27日升空，开始其长达8年近50亿千米的星际探索之旅。黎明号除携有摄像机、红外分光计、r射线和中子探测仪外，还装有3台离子火箭发动机和2个巨大的太阳能电池帆板，前者为其提供前进的推力，后者双翼间距近20米，为它穿越太空供电。离子火箭发动机与传统的化学燃料火箭发动机不同，它通过电离惰性气体氙的原子，产生时速高达14.32万千米的离子流向后喷出，从而给黎明号提供向前飞行的推动力。

　　黎明号被赋予的使命是：奔赴火星和木星之间的小行星带，探测两颗人类以前从未尝试接触的天体——灶神星和谷神星。在黎明号发射之前，为激发公众参与探索太空的热情，美国宇航局曾推出“送你的名字去小行星带”的宣传活动。共有36万人通过网络报名，他们的名字被记录在一个5美分硬币大小的微芯片里，并随着黎明号一同飞往太空。美国宇航局还给参与者一份证书，证明其名字曾跟随探测器一起到过小行星带旅行。

　　

　　小行星带及其“四大金刚”

　　

　　谷神星、灶神星、智神星和婚神星被称为小行星带的“四大金刚”。之所以选择灶神星和谷神星进行探测，不仅仅是因为它们个头较大，而且还因为它们与小行星带里的其他天体存在显著差别。这两颗小行星都形成于大约45亿年前，由于木星的强大引力作用而演化迟缓。研究人员希望比对观测这两个天体的演化过程。

　　小行星带里的小天体到太阳的平均距离为2.77个天文单位（日地距离的2.77倍即4.14亿千米），正符合按提丢斯—波德定则计算出的一颗大行星应该占据的空间轨道位置。黎明号是第一个探测这个重要区域的人类探测器，也是世界上首个先后对两个天体进行环绕探测的无人航天器。

　　从2000年2月14日开始，美囯苏梅克号航天器曾对体积较小的小行星爱神星进行过近1年时间的环绕探测，并于2001年2月12日成功着陆于爱神星。

　　

　　相会灶神星

　　

　　黎明号在太空飞行了16亿千米之后，终于发现了第一个目标灶神星。黎明号随即启动携带的摄像机等科学仪器，在距离灶神星121万千米处拍摄了对方的第一张图片。图片显示的景象是：灶神星像一颗明亮的小珍珠点缀在大量恒星组成的背景中。这张图片将有助于黎明号探测器对接下来的飞行路线进行微调。

　　灶神星是德国天文学家海因里奇•威廉•奥伯斯在1807年3月29日发现的。其直径约为531千米，是小行星带中质量仅次于谷神星的第二大天体。200多年来，科学家通过地面及太空望远镜拍摄了灶神星的大量图片，已经确认它是与地球类似的岩石状天体，但受距离较远的限制，对其表面详细状况知之甚少。只有用航天器就近对灶神星进行探测，才能看清其真实面目，从而弥补这一缺憾。这也是科学家坚持一定要研制和发射黎明号探测器对其进行环绕探测的重要动因之一。

　　黎明号预计于7月16日经适当减速而被灶神星的引力所捕获，进入环绕灶神星的轨道运行。然后黎明号将按照设定程序和遥控指令，陆续调整绕行轨道高度。当8月初运行到距离灶神星表面约2737千米时开始对目标星体进行探测活动，并将获得的数据资料发回地球。在不断变轨逐渐接近灶神星的过程中，黎明号将从多角度拍摄图片，以便科学家绘制灶神星地图。黎明号最终将在距离灶神星约193千米的环形轨道上运行6～12个月，对灶神星某些方位和重点区域拍摄近景，让科学家了解其地形地貌及其构成特点，从而认识其形成和演化情况，揭示其隐藏的奥秘。此后，黎明号将飞离灶神星而转向赶往小行星带最大的天体谷神星，预计在2015年抵达目的地。

　　

　　谷神星之谜待解

　　

　　谷神星是1801年1月1日由意大利天文学家皮亚齐发现的。目前国际天文学界公认谷神星的直径为1020千米，密度约为1.6克/立方厘米。在小行星带的天体中，其密度是比较小的。按反照率的特征，它被归于C类即碳质小行星，其反照率远不如S类即石质小行星大。2006年8月24日，国际天文学联合会大会通过表决，明确定义了行星的新标准，并首次对矮行星和太阳系小天体做出明文界定。据此，冥王星由第九大行星降级为矮行星，谷神星则由小行星升级为矮行星。时至今日，谷神星仍是小行星带中唯一的矮行星，也是距离太阳最近的这类天体。

　　20世纪70年代科学家就发现谷神星表面有含水10%～15%的矿物。美国天文学家利用哈勃太空望远镜观测，发现谷神星外围覆盖着一层富含冰状淡水层的地幔。初步估算其蕴藏的淡水总量甚至比地球全部淡水量还多。在小天体上发现如此数量的水，这还是第一次。

　　谷神星是由冰状富含水层地幔包裹着一个岩石内核构成的。研究人员认为，即使该含水层只有25%的水分，整个谷神星的淡水量就已超过地球所有淡水的总和。尽管该天体比地球要小得多，其直径还不到月球的27%，但它的淡水贮量却如此惊人。地球拥有的14亿立方千米水中约有4100万立方千米的淡水，而谷神星的淡水量要在2亿立方千米以上。望远镜观测还显示，谷神星表面布满黏土、碳酸盐和其他形成水所需的矿物质，因此这里也可能为生命形成提供条件。

　　灶神星属于类地岩状天体，太阳系中距太阳较近的天体大多为岩状天体。而谷神星则是典型的冰态天体，这类天体主要位于距太阳较远的轨道上。这两个极不相同的天体竟然可以位于同一个小行星带中，这是黎明号需要揭示的奥秘之一。利用黎明号上的同一套科学仪器探测两个不同目标，能便于科学家将两套探测数据进行准确的对比分析，并根据它环绕灶神星和谷神星的运行轨道数据，对比测算这两个天体的引力场等参数，进而揭示更多的太阳系奥秘。黎明号的全部探测活动如获圆满成功，其突出贡献将被载入人类航天史册。

　　【责任编辑】庞云