当黎明号遇上谷神星

士元

2015年3月6日，美国黎明号小行星探测器将飞抵谷神星进行探测。该探测器是于2007年9月27日发射升空的，它在2011年7月首先进入了灶神星轨道，对其展开了14个月的探测，采集了关于灶神星的珍贵数据和图像；然后，又飞往谷神星进行探测。谷神星是颗什么样的行星？这件事对于人类有什么重要的意义？

谷神星的奥秘

在火星和木星轨道间有一片小行星密集的区域，被称为太阳系的小行星带。天文学家估计，这里约有50万颗种类各异的小行星。灶神星、谷神星、智神星和婚神星被称为小行星带的“四大金刚”。灶神星和谷神星都大约形成于45亿年前，即太阳系早期，由于木星的强大引力作用而演化迟缓。研究人员希望用黎明号对灶神星和谷神星进行细致研究，比较它们的演化进程，揭开小行星演变和天体形成条件之谜。

谷神星是这个小行星带中最大的天体，也是小行星带中第一个被发现的天体。其平均直径约为950千米，整体密度较低（2.09克/立方厘米），被认为含有大量水，相对温暖潮湿，与可能存在生命体的木卫二和土卫二能够相提并论。科学家认为，谷神星很可能是一个分化型星球，具有岩石内核，地幔层包含大量冰水物质。

谷神星与灶神星差别很大。灶神星是与地球类似的岩石天体，而谷神星是典型的冰雪天体，这两个极不相同的天体竟可同处于一个小行星带上，其原因也是黎明号需要揭示的奥秘之一。科学家认为，搜寻小行星带中这两个标志性天体的信息，有助于揭开太阳系早期历史的奥秘。

性能卓越的黎明号

小行星带被认为与太阳系诞生初期的历史密切相关，科学家们据此将这一项目命名为“黎明”，即探测太阳系的黎明。

黎明号装有3台氙离子推进器，能将太阳能转化为电能，再通过电能电离惰性气体氙气的原子，产生时速达14.32万千米的离子流，向探测器提供日渐增强的推动力。

目前，行星际探测器大多使用化学燃料发动机，它在20分钟内消耗300千克的燃料，可获得1000米/秒的速度变化。而黎明号上的离子推进器每天消耗0.25千克氙，可获得的10米/秒的速度增量。在最初4天，它的时速将逐渐提高到96千米，1年后时速将升至惊人的8850千米，而届时消耗的燃料只有57升，燃料利用效率是传统化学燃料发动机的10倍。

除了采用了新型动力外，黎明号还带有很多先进的设备。它装有光谱绘图仪、帧幅数码相机、γ射线和中子光谱仪等科学观测仪器。这些仪器用于测量小行星的质量、形状、体积和旋转状态，以及详细的元素和矿物成分，确定其构造和热的变化、磁力、核的大小，为人类带来前所未有小行星上的峡谷、山脉、陨石坑、熔岩痕迹、两极冰帽、湖床河道等景色，有可能发现许多奇特现象。

来之不易的旅程

黎明号最初计划在2006年5月27日发射，但因“经费超支及技术问题”，该项目曾被取消。2006年3月27日，美国航空航天局官员宣布重新启动黎明号计划，使这一度被决定放弃的黎明号小行星探测项目绝处逢生。

2011年7月15日，在飞行超过2.7×109千米后，黎明号小行星探测器进入灶神星小行星轨道，成为首个对火星和木星之间小行星带中的小行星进行探测的空间探测器，并于同年8月11日正式开始了对这颗巨型岩质小行星的探测任务。黎明号先后在高度从2700千米到120千米不等的几条不同轨道上进行探测，测绘灶神星表面，研究其成分，并探究其地质史。

2012年9月，美国发布消息称，黎明号发现的证据表明，一些更小的、富含水的小行星曾把它们自己熔入了灶神星的表面。这些水被锁定在水合矿物的内部，直到后来的天体碰撞产生了足够的热量，进而熔化了这些岩石，并将水分以气体的形式挥发掉，最终在小行星表面留下了坑坑洼洼的洞穴。这一发现展示了太阳系内部又一颗具有水循环的天体。

为了激起公众对宇宙探索的参与热情，美国航空航天局在黎明号发射之前发起了一项活动：通过该局网站报名，然后把报名者的名字写入安装在黎明号探测器上的微芯片里，跟探测器一起飞往小行星带。最后，一个记录着36万个航天爱好者人名的电脑芯片被附在黎明号上飞向小行星。

黎明号于2012年9月5日离开灶神星轨道，向谷神星飞去。截至2015年1月，黎明号距离谷神星大约64万千米，并正以725千米/时的速度接近。当黎明号进入谷神星的轨道后，就标志着人类首次用一个探测器成功绕飞两个天体。谷神星目前还非常神秘，不像灶神星那样，还可以通过陨石来分析。黎明号的探测活动，将揭开该天体的神秘面纱。甚至有人预测在谷神星冰封的表面之下，或许存在着生机勃勃的海洋！