人類首探矮行星：黎明號即將進入穀神星軌道

據美國宇航局官方網站3月6日報道，該局所屬的“黎明”號探測器即將嘗試進入穀神星軌道。3月6日，“黎明”號將成為有史以來首個造訪一顆矮行星並進入其軌道運行的探測器。

羅伯特·梅斯（Robert Mase）是美國宇航局噴氣推進實驗室（JPL）黎明號項目經理，他表示：“黎明號將會創造歷史。”他説：“我們的團隊已經做好準備，渴望着去揭開穀神星的奧秘。”

藝術示意圖：太空中飛行的黎明號。

黎明號飛船在2月19日拍攝的穀神星圖像，拍攝時距離約4.6萬公里。可以看到穀神星的地表遍佈隕石坑，還有幾處神秘的亮點。

嶄新的矮行星世界

最新發回的圖像顯示這顆矮行星的地表遍佈大量的隕坑，另外還有一些神秘的亮點。科學家們相信此次考察將能夠幫助我們瞭解這顆小行星帶內最早被發現的天體是如何形成，以及其地表是否正在經歷變化。隨着黎明號逐漸滑向穀神星的軌道，研究人員將對這些奇異的地表特徵進行持續觀察，因為它們可能代表着最新的地質活動跡象。

吉姆·格林（Jim Green）是美國宇航局華盛頓總部行星科學部門主管。他表示：“對穀神星的研究將讓我們能夠在太空裏研究歷史，它為我們開啓了一扇窺視最早期太陽系歷史的窗口。”他説：“黎明號飛船發回的數據將大大加強我們對太陽系最初形成機制和過程的理解。”

從去年12月份開始，黎明號開始進入最終接近階段，距離目標越來越近。探測器一路上拍攝了一組光學導航圖像並兩次攝錄了穀神星的自轉全程，從而允許科學家們完整地觀察穀神星週期為9小時的自轉過程。從2015年1月25日開始，黎明號開始獲取人類有史以來獲得的質量最高，分辨率最高的穀神星圖像，並且隨着探測器進一步接近穀神星，它傳回的圖像質量還將不斷提升，而此前我們所擁有最佳質量的穀神星圖像是由哈勃空間望遠鏡從地球軌道上拍攝的模糊不清的圖像。

行星-小行星和矮行星

1801年，意大利西西里島的天文學家皮亞齊神父（Father Giuseppe Piazzi）最早發現了穀神星，並在當時被認為是發現了一顆新的大行星，儘管它相比其他大行星來説似乎顯得太小了。但很快，隨着在同一區域其他許多類似天體的陸續發現，人們意識到穀神星可能並非一顆大行星，於是它被歸入了小行星的行列——儘管它似乎顯得太大了。一直到2006年，在布拉格召開的國際天文學會議（IAU）上，穀神星與遭受降級的冥王星和新發現的鬩神星一起被歸入一個新設立的分類：矮行星。

穀神星（Ceres）是以羅馬神話中的農業與收穫女神的名字命名的。按照這一規則，穀神星表面上的隕擊坑也將以全世界各國神話中與農業以及種植等相關的神或女神的名字來進行命名。而其地表的其他地物則將以與農業有關的節日的名字命名。

黎明號於2007年9月份發射升空，經過4年多的漫長飛行之後於2011年抵達它此行的首個目標灶神星，並在圍繞灶神星的軌道上進行了為期一年的科學考察工作。灶神星（Vesta）和穀神星一樣，都位於火星與木星之間的小行星帶內圍繞太陽公轉。黎明號先後造訪灶神星和穀神星的做法，也使其開創了人類航天史上首次由一艘飛船連續圍繞兩個不同天體運行的記錄。之所以黎明號能夠做到這一點是因為它採用了創新的離子發動機，其安裝的3台離子發動機相比傳統的化學發動機，其工作效率要高得多。

太陽系黎明時期的化石

卡羅爾·雷蒙德（Carol Raymond）是黎明號項目副首席科學家，來自噴氣推進實驗室（JPL）。她表示：“灶神星和穀神星都是大行星形成過程中的半成品，但它們的成長過程被木星強大的引力打斷了。於是它們就像是太陽系黎明時期留下的化石，讓我們可以一窺它的起源。”

不過，灶神星和穀神星之間也存在一些本質性的差異。穀神星是小行星帶內質量最大的天體，其直徑大約950公里，其表面積攤開大約可以覆蓋美國大陸部分面積的38左右。相比之下灶神星要小得多，其直徑約525公里，但也是小行星帶內第二大的天體。灶神星的形成年代要早於穀神星，並且它是一個非常乾燥的天體。相比之下，穀神星的質量中有大約25%的成分是是水。

卡羅爾表示：“通過對灶神星和穀神星開展研究，我們將能夠加深對太陽系形成機制的理解，尤其是類地行星，包括地球，是如何形成的。”她説：“這些天體正是最終形成了金星，地球和火星的建築材料。科學家們相信，灶神星一類的天體在形成地球的內核方面具有重要貢獻，而穀神星一類的天體則為地球提供了水的來源。”

用小預算做大科學

梅斯指出：“如果沒有離子發動機，我們不可能實現對這樣兩顆天體的軌道觀測。黎明號的成功將這一創新技術發揚光大，真正做到了‘用小預算做大科學’的目標。”

除了黎明號之外，美國宇航局還計劃在2016年發射一艘“起源-光譜解譯-資源識別-安全及風化層探測器”（OSIRIS-REx）。這艘飛船將對一顆選定的體型較大的小行星進行空前詳細的考察，取得其樣品並送回地球。

美國宇航局還高度關注對小行星的跟蹤和監視，從而保護地球免遭小行星撞擊的威脅。宇航局總部內設立的近地天體項目（NEO）為這方面的工作提供管理和財務支持，用於對那些可能會對地球產生威脅的小行星或彗星進行研究和監視。美國宇航局還在尋求開展一項“小行星轉向任務”（ARM），該項目將會選定一顆小行星，將其拖拽進入月球軌道並隨後派遣宇航員前往進行考察。在許多的探測目標之中，該任務的其中一項目的便是檢驗美國宇航局的基本行星際防禦能力和小行星引導轉向技術。

黎明號項目由美國宇航局噴氣推進實驗室（JPL）負責管理，其屬於美國宇航局馬歇爾空間飛行中心負責管理的“發現”項目旗下任務之一。加州大學洛杉磯分校則負責整個任務的科學探測工作。總部設在弗吉尼亞州的Orbital ATK Inc公司負責飛船本身的設計和建造工作。

德國航天局，馬克斯普朗克太陽系研究所，意大利航天局以及意大利國家天體物理研究所作為國際合作夥伴都參與了黎明號探測項目。