小行星被認為是處于萌芽期但未得到機會成長起來的“行星嬰兒”，探測小行星將有助于了解太陽系的起源，這就是為什么一個正在奔赴灶神星和谷神星的小行星探測器被命名為“黎明”號的原因。
　　5月11日，美國宇航局宣布，黎明號探測器拍攝到了太陽系最主要的小行星之一——灶神星的圖片。接下來，黎明號即將開始對灶神星為期至少6個月的觀測。然后，于2015年趕到谷神星繼續(xù)觀測，最終完成對兩個小天體分別近距離繞飛探測任務(wù)。
　　
　　黎明號小行星探測器
　　
　　黎明號小行星探測器于2007年9月27日升空，開始其長達8年近50億千米的星際探索之旅。黎明號除攜有攝像機、紅外分光計、r射線和中子探測儀外，還裝有3臺離子火箭發(fā)動機和2個巨大的太陽能電池帆板，前者為其提供前進的推力，后者雙翼間距近20米，為它穿越太空供電。離子火箭發(fā)動機與傳統(tǒng)的化學(xué)燃料火箭發(fā)動機不同，它通過電離惰性氣體氙的原子，產(chǎn)生時速高達14.32萬千米的離子流向后噴出，從而給黎明號提供向前飛行的推動力。
　　黎明號被賦予的使命是：奔赴火星和木星之間的小行星帶，探測兩顆人類以前從未嘗試接觸的天體——灶神星和谷神星。在黎明號發(fā)射之前，為激發(fā)公眾參與探索太空的熱情，美國宇航局曾推出“送你的名字去小行星帶”的宣傳活動。共有36萬人通過網(wǎng)絡(luò)報名，他們的名字被記錄在一個5美分硬幣大小的微芯片里，并隨著黎明號一同飛往太空。美國宇航局還給參與者一份證書，證明其名字曾跟隨探測器一起到過小行星帶旅行。
　　
　　小行星帶及其“四大金剛”
　　
　　谷神星、灶神星、智神星和婚神星被稱為小行星帶的“四大金剛”。之所以選擇灶神星和谷神星進行探測，不僅僅是因為它們個頭較大，而且還因為它們與小行星帶里的其他天體存在顯著差別。這兩顆小行星都形成于大約45億年前，由于木星的強大引力作用而演化遲緩。研究人員希望比對觀測這兩個天體的演化過程。
　　小行星帶里的小天體到太陽的平均距離為2.77個天文單位（日地距離的2.77倍即4.14億千米），正符合按提丟斯—波德定則計算出的一顆大行星應(yīng)該占據(jù)的空間軌道位置。黎明號是第一個探測這個重要區(qū)域的人類探測器，也是世界上首個先后對兩個天體進行環(huán)繞探測的無人航天器。
　　從2000年2月14日開始，美囯蘇梅克號航天器曾對體積較小的小行星愛神星進行過近1年時間的環(huán)繞探測，并于2001年2月12日成功著陸于愛神星。
　　
　　相會灶神星
　　
　　黎明號在太空飛行了16億千米之后，終于發(fā)現(xiàn)了第一個目標(biāo)灶神星。黎明號隨即啟動攜帶的攝像機等科學(xué)儀器，在距離灶神星121萬千米處拍攝了對方的第一張圖片。圖片顯示的景象是：灶神星像一顆明亮的小珍珠點綴在大量恒星組成的背景中。這張圖片將有助于黎明號探測器對接下來的飛行路線進行微調(diào)。
　　灶神星是德國天文學(xué)家海因里奇?威廉?奧伯斯在1807年3月29日發(fā)現(xiàn)的。其直徑約為531千米，是小行星帶中質(zhì)量僅次于谷神星的第二大天體。200多年來，科學(xué)家通過地面及太空望遠鏡拍攝了灶神星的大量圖片，已經(jīng)確認它是與地球類似的巖石狀天體，但受距離較遠的限制，對其表面詳細狀況知之甚少。只有用航天器就近對灶神星進行探測，才能看清其真實面目，從而彌補這一缺憾。這也是科學(xué)家堅持一定要研制和發(fā)射黎明號探測器對其進行環(huán)繞探測的重要動因之一。
　　黎明號預(yù)計于7月16日經(jīng)適當(dāng)減速而被灶神星的引力所捕獲，進入環(huán)繞灶神星的軌道運行。然后黎明號將按照設(shè)定程序和遙控指令，陸續(xù)調(diào)整繞行軌道高度。當(dāng)8月初運行到距離灶神星表面約2737千米時開始對目標(biāo)星體進行探測活動，并將獲得的數(shù)據(jù)資料發(fā)回地球。在不斷變軌逐漸接近灶神星的過程中，黎明號將從多角度拍攝圖片，以便科學(xué)家繪制灶神星地圖。黎明號最終將在距離灶神星約193千米的環(huán)形軌道上運行6～12個月，對灶神星某些方位和重點區(qū)域拍攝近景，讓科學(xué)家了解其地形地貌及其構(gòu)成特點，從而認識其形成和演化情況，揭示其隱藏的奧秘。此后，黎明號將飛離灶神星而轉(zhuǎn)向趕往小行星帶最大的天體谷神星，預(yù)計在2015年抵達目的地。
　　
　　谷神星之謎待解
　　
　　谷神星是1801年1月1日由意大利天文學(xué)家皮亞齊發(fā)現(xiàn)的。目前國際天文學(xué)界公認谷神星的直徑為1020千米，密度約為1.6克/立方厘米。在小行星帶的天體中，其密度是比較小的。按反照率的特征，它被歸于C類即碳質(zhì)小行星，其反照率遠不如S類即石質(zhì)小行星大。2006年8月24日，國際天文學(xué)聯(lián)合會大會通過表決，明確定義了行星的新標(biāo)準(zhǔn)，并首次對矮行星和太陽系小天體做出明文界定。據(jù)此，冥王星由第九大行星降級為矮行星，谷神星則由小行星升級為矮行星。時至今日，谷神星仍是小行星帶中唯一的矮行星，也是距離太陽最近的這類天體。
　　20世紀(jì)70年代科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)谷神星表面有含水10%～15%的礦物。美國天文學(xué)家利用哈勃太空望遠鏡觀測，發(fā)現(xiàn)谷神星外圍覆蓋著一層富含冰狀淡水層的地幔。初步估算其蘊藏的淡水總量甚至比地球全部淡水量還多。在小天體上發(fā)現(xiàn)如此數(shù)量的水，這還是第一次。
　　谷神星是由冰狀富含水層地幔包裹著一個巖石內(nèi)核構(gòu)成的。研究人員認為，即使該含水層只有25%的水分，整個谷神星的淡水量就已超過地球所有淡水的總和。盡管該天體比地球要小得多，其直徑還不到月球的27%，但它的淡水貯量卻如此驚人。地球擁有的14億立方千米水中約有4100萬立方千米的淡水，而谷神星的淡水量要在2億立方千米以上。望遠鏡觀測還顯示，谷神星表面布滿黏土、碳酸鹽和其他形成水所需的礦物質(zhì)，因此這里也可能為生命形成提供條件。
　　灶神星屬于類地巖狀天體，太陽系中距太陽較近的天體大多為巖狀天體。而谷神星則是典型的冰態(tài)天體，這類天體主要位于距太陽較遠的軌道上。這兩個極不相同的天體竟然可以位于同一個小行星帶中，這是黎明號需要揭示的奧秘之一。利用黎明號上的同一套科學(xué)儀器探測兩個不同目標(biāo)，能便于科學(xué)家將兩套探測數(shù)據(jù)進行準(zhǔn)確的對比分析，并根據(jù)它環(huán)繞灶神星和谷神星的運行軌道數(shù)據(jù)，對比測算這兩個天體的引力場等參數(shù)，進而揭示更多的太陽系奧秘。黎明號的全部探測活動如獲圓滿成功，其突出貢獻將被載入人類航天史冊。
　　【責(zé)任編輯】龐云