小行星及其矿产资源探索研究（5）

小行星及其矿产资源探索研究（5）

胡经国



（续前）

8、“黎明号”探测谷神星

2006年，国际天文学联合会将谷神星重新定义为矮行星。谷神星曾经被认为是太阳系已知最大的小行星。

2007年9月27日，美国NASA发射“黎明号”太空船；在2011年探测灶神星；然后在2015年抵达谷神星。迄今，还没有太空船曾经拜访过谷神星。执行这项任务的“黎明号”太空船将会先进入高度5900千米的轨道环绕谷神星；经过5个月的研究之后，太空船会先将高度降低至1300千米；然后再经过5个月才降至700千米。这艘太空船携带的仪器包括：框架相机、可见光和红外分光仪、伽玛射线和中子侦测仪。这些仪器将用来探测这颗矮行星的形状和元素丰度。从在火星表面和轨道上环绕的太空船所发送的无线电讯号，观察火星受到谷神星的运动所诱导的摄动，曾经被用来估计谷神星的质量。

2014年1月，欧洲航天局的一项最新研究首次确认，谷神星上有水蒸气冒出。

2015年1月，“黎明号”正从太阳的背面露出（之前它一度位于地球与太阳连线的另一侧，无法与地球通讯），与地球重新建立了无线电联系。

工程师已经为下一阶段的绕飞任务进行了编程，这个阶段称之为“谷神星”逼近阶段。“黎明号”距离谷神星大约64万公里，正以725千里/时的速度接近。接下来，在“黎明号”进入谷神星的轨道以后，就标志着人类使用一枚探测器成功绕飞两颗天体（之前，“黎明号”已经完成了灶神星绕飞任务，并且成功脱离引力束缚）。

“黎明号”探测器很快会运行到谷神星附近。科学家认为，谷神星上存在岩质表面，那些令人好奇的“白色斑块”到底是什么？也有研究指出，“白色斑块”可能是谷神星上地下水逃逸到太空的过程中被冻结在表面上。科学家有望在谷神星上发现大面积的冰层。美国宇航局对谷神星的探测将是一个新的里程碑。

2015年1月27日，NASA发布“黎明号”于1月25日拍摄到的谷神星照片；拍摄时距离谷神星147000英里（237000公里）远，大约43个像素宽，比哈勃望远镜2003、2004年拍摄的照片分辨率高30%。

2015年2月5日，NASA发布“黎明号”于2月4日拍摄的谷神星照片，拍摄时距离谷神星90000 英里（145000 公里）远。

2015年2月17日，NASA发布“黎明号”于2月12日拍摄到的谷神星照片，拍摄时距离谷神星52000 英里（83000 公里）远。

2015年2月25日，NASA发布“黎明号”于2月19日拍摄到的谷神星照片，拍摄时距离谷神星29000 英里（46000 公里）远。

2015年2月27日，NASA发布“黎明号”于2月19日拍摄的谷神星照片及动图。

2015年，美国东部时间3月6日07:39（北京时间20:39），“黎明号”开始被谷神星引力场捕获；此时飞船距离谷神星大约6.1万公里。

随后，JPL美国东部时间8:36（北京时间21:36）接收到来自飞船发回的信号，确认“黎明号”飞船状况一切正常。其安装的离子发动机也工作正常。飞船成功进入环谷神星轨道，成为首个矮行星的人造卫星。

原计划2018年飞掠智神星的任务，因为之前的故障（离子发动机故障延误航程）而无法前往，“黎明号”将伴随智神星一直绕飞下去。

2015年4月20日，NASA发布“黎明号”于2月14日与15日拍摄的谷神星照片及动图，拍摄时距离谷神星14000 英里（22000 公里）远。

9、谷神星神秘亮点

谷神星表面的几处“神秘亮点”可能是“喷射水蒸汽羽流至太空”，暗示着这颗矮行星拥有的地质活动十分活跃。

美国宇航局“黎明号”探测器当接近谷神星时拍摄到一些图像。科学家在月球和行星科学讨论会上指出，最新拍摄的图像显示，“谷神星亮点”可能是冰水物质，将为揭晓谷神星表面之下潜藏的物质提供重要线索。

德国马克斯·普朗克太阳系研究所的安德里亚斯·纳逊斯（Andreas Nathues）博士说：“这种“喷射水蒸汽羽流”在谷神星的一天之中不断变化：在白天期间，羽流会变得更亮；在黄昏时刻，羽流变得昏暗；进入傍晚，羽流完全消失。”

最初，哈勃望远镜发现的“神秘亮点”，再次出现在近期“黎明号”探测器拍摄的图像中。虽然科学家猜测这些亮点包含“高反光冰水物质”，但是“黎明号”探测器还未近距离进行充分观察。目前，最新数据表明，这些“亮点”很可能是冰水。

目前，其中“最亮的亮点”被科学家称做“5号特征”。从白天不同时间和角度拍摄的照片显示，很可能与“羽流物质”有关。该区域位于一个80公里直径陨石坑底部。纳逊斯指出：“我们认为，这种“亮点”是某种“释气现象”，我们需要高分辨率图像数据来证实。”

并不是所有人都很快接受初步的“羽流解释”。美国华盛顿大学比尔·麦金农（Bill McKinnon）称，你从未看到具有亮点的羽流、霜冻和雪落在谷神星表面，但是我们需要进一步观察。

谷神星的体积较大，外状呈圆形，富含有大量的水，是小行星带一颗奇特的天体。科学家猜测，谷神星存在“次表层海洋”或者“冰冻水层”。作为矮行星，它更像是一颗行星或者“冰卫星”，而不是天文学家之前所理解的小行星。

10、谷神星即将揭开之谜

美国宇航局“黎明号”探测器正在谷神星周围的轨道上运行。在2015年2月19日，“黎明号”在4.6万公里的高度上拍摄到谷神星的全貌图像。科学家发现，该图像中存在一个“神秘的亮点”。在最新的任务中，美国宇航局已经将该“神秘亮点”列为首要观测目标之一。有研究认为，这是谷神星上的冰物质反射光。

目前，“黎明号”号探测器正在使用离子推进器进入半径为1.3万公里的圆轨道。在这个高度上，能够观测到谷神星表面的冰和岩石撞击坑的景观。因此“神秘亮点”的奥秘也将被揭开。

虽然“黎明号”降低了轨道高度，但是现在还无法进行成像；直到太阳光再次照射到探测器下方的谷神星表面时，才可获得高质量的图像。在众多令人着迷的观测目标中，该“神秘亮点”非常引人注目。哈勃太空望远镜在10年前就开始对谷神星进行观测，但是直到现在我们才获得了最清晰的谷神星图像。“黎明号”本次轨道调整将延续到4月14日；在变轨完成以后将进行一次导航定位。此后，对谷神星进行全面观测，揭开谷神星上的各种谜团。

谷神星的直径大约为950公里，与地球或其它类地行星相似的地方在于：其赤道至南北两极的距离要宽一些。在4月23日之后，“黎明号”将按计划抵达RC3轨道；这是一个新的圆轨道，并且开始为期一年的探测，拍摄数以万计的谷神星表面图像。“黎明号”其实还有故障在身；它的4个反作用轮中有两个已经损坏。科学家通过陀螺仪进行状态稳定，这会导致“黎明号”失去一些原计划的任务。

在RC3轨道上，每个像素可覆盖1.3公里跨度的谷神星地表面积。目前，最好的照片分辨率仅为4.3公里。因此，要想拍摄到更优质的照片，就需要在合适的角度利用反射光线提高照片的清晰度。截止4月7日，探测器与太阳和地球构成了等腰三角形，距离为2.89个天文单位。

11、谷神星彩色照片

2015年4月6日，美国宇航局发射的“黎明号”探测器，在经历了近8年时间、超过50亿公里的星际探索以后，成功抵达谷神星轨道。这天，美国宇航局正式公布了“黎明号”拍摄的谷神星表面彩色照片（下图；图源：网络）。





这张照片就是“黎明号”传回的谷神星近照。通过图片的颜色，科学家可以分析出，谷神星表面由不同物质结构构成；从而推测出，这颗直径950公里的矮行星的演化过程。尽管人们在200年前就发现了谷神星的存在，但是此前从未有探测器到访。因此，“黎明号”项目被寄予厚望。

12、谷神星最新发现：“简单有机物”

2015年6月19日消息，据国外媒体报道，NASA的“黎明号”在谷神星上有了新的发现。谷神星是位于火星与木星之间的小行星带中体积最大的天体。

2015年早些时候，“黎明号”开始了朝向谷神星的征途。该探测器随后在巨大的“火山口”上发现了一处面积巨大的“神秘反射点”，人们普遍认为该处蕴藏着大量的水、冰或泥浆。

众多观察人士猜测，谷神星上的“亮点”可能是目前或过去“外星人”停留在这颗矮行星上的证据。现在，探测器已经抵近该天体，距离为2700英里。虽然该“反射点”所为何物仍不清楚，但是“黎明号”已经观测到更多的“亮点”，同时还有一处“金字塔状物体”；NASA预测，该物体高3英里。该照片于6月6日拍摄，并于于本周三公开。

也许，无论现在还是过去，谷神星在某些“未知生命形态”的眼中都非常具有吸引力。

我们期待“黎明号”传回的进一步数据，以便搞清楚谷神星上究竟存在些什么。

2017年2月18日消息，前往谷神星（Ceres）的“黎明（Dawn）号”探测器有了惊人的发现——利用探测器的可见光与红外线光谱仪，他们发现了表面上竟然有“简单有机物”的存在；分布在一个名为 Ernutet 的陨石坑内及其四周，方圆大约1000 平方公里的范围内。考虑到科学家完全没有预期会发现有机物，并且这还具有相当庞大的量呢。该光谱仪寻找的是“碳－氢键”，推测表面上最多的应该是“甲基与亚甲基化合物”。科学家推测，它们是在谷神星本身上生成的，而且不是由从其它星体载运到谷神星表面的。我们已经知道，谷神星上蕴藏的水量不少，配合“碳酸化合物和土质”，在阳光照射下，有可能出现向更复杂的“有机化合物”演化的条件。

（未完待续）









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