文/遲惑

▲ “露西”探測(cè)特洛伊群的想象圖

2021 年10 月16 日，美國(guó)宇航局用宇宙神5 運(yùn)載火箭成功將露西小行星探測(cè)器發(fā)射升空?！奥段鳌笔堑谝粋€(gè)探索特洛伊小行星群的深空任務(wù)。

眾所周知，在火星和木星軌道之間，存在著一個(gè)小行星帶。但“特洛伊”的軌道更靠外一些，它們處在木星軌道上，有些在木星前面，有些在木星后面，看起來(lái)就像是簇?fù)碇拘抢@太陽(yáng)公轉(zhuǎn)。木星的質(zhì)量很大，它的引力往往會(huì)讓附近的所有小行星不是被吸引過(guò)去，就是被甩出去。但是，由于太陽(yáng)和木星引力的綜合影響，特洛伊小行星一直被限定在穩(wěn)定的軌道上，也就是木星和太陽(yáng)之間的拉格朗日點(diǎn)，迄今已經(jīng)有幾十億年了，所以特洛伊小行星保留著從未被探索過(guò)的早期太陽(yáng)系殘留物樣本?？梢哉J(rèn)為，它們是從40 億年前保留下來(lái)的太陽(yáng)系時(shí)間膠囊。這些原始的天體掌握著破譯太陽(yáng)系歷史的重要線索，甚至可能向我們揭示地球上有機(jī)物質(zhì)的來(lái)源乃至生命的起源。

▲ “露西”探測(cè)小行星的想象圖

特洛伊小行星有多少

人們一度認(rèn)為特洛伊小行星的數(shù)量非常巨大，根據(jù)天文觀測(cè)，“希臘群”擁有16～24 萬(wàn)顆直徑大于2 千米的小行星和約60 萬(wàn)顆直徑大于1 千米的小行星?！疤芈逡寥骸钡奶祗w數(shù)量比“希臘群”略多，尺寸近似。這個(gè)數(shù)字幾乎趕上小行星帶了，但總質(zhì)量只有小行星帶的五分之一，大約是地球質(zhì)量的千分之一。

但最近的兩項(xiàng)研究表明，上述數(shù)字可能高估太多了。根據(jù)新的估計(jì)，直徑大于2 千米的特洛伊小行星，在L4 和L5 點(diǎn)的總數(shù)分別為6300±1000和3400±500。最大的特洛伊小行星是624 號(hào)“赫克托爾”，其平均直徑為203±3.6 千米。

特洛伊小行星的軌道半徑在5.05和5.35 個(gè)天文單位之間，平均半長(zhǎng)軸為5.2±0.15 個(gè)天文單位。“希臘群”和“特洛伊群”分布在拉格朗日兩點(diǎn)周?chē)?。每個(gè)“營(yíng)地”沿木星軌道延伸約26°，總距離約為2.5 個(gè)天文單位。許多特洛伊小行星的軌道相對(duì)于木星軌道平面的傾角達(dá)到40°之多。

特洛伊小行星群探測(cè)史

1772 年，意大利出生的數(shù)學(xué)家約瑟夫·路易斯·拉格朗日在研究受限三體問(wèn)題時(shí)預(yù)測(cè)，一個(gè)與行星共享軌道，但位于其前方或后方60°的小天體，將被困在這些點(diǎn)附近，沿著蝌蚪形或馬蹄形軌道，在平衡點(diǎn)周?chē)徛財(cái)[動(dòng)。這些前導(dǎo)點(diǎn)和尾隨點(diǎn)被稱(chēng)為L(zhǎng)4 和L5 拉格朗日點(diǎn)。在拉格朗日假設(shè)提出一個(gè)多世紀(jì)后，人們觀察到第一顆被困在木星拉格朗日點(diǎn)的小行星。

一位叫做巴爾納德的科學(xué)家于1904 年對(duì)特洛伊小行星進(jìn)行了第一次有記錄的觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)了編號(hào)為12126 的1999 RM11 小行星，但他和其他人當(dāng)時(shí)都沒(méi)有意識(shí)到它的重要性。巴爾納德認(rèn)為他看到的是土星衛(wèi)星福柏（Phoebe）。當(dāng)時(shí)這兩個(gè)天體相距只有兩弧分。直到1999 年計(jì)算出該天體的軌道，人們才知道它是一個(gè)特洛伊小行星。

第一次得到正式命名的特洛伊小行星觀測(cè)發(fā)生在1906 年2 月。當(dāng)時(shí)海德堡-克尼斯圖爾國(guó)家天文臺(tái)的天文學(xué)家馬克斯·沃爾夫在太陽(yáng)-木星系統(tǒng)的拉格朗日點(diǎn)L4 發(fā)現(xiàn)了一顆小行星，后來(lái)將其命名為588 號(hào)“阿基里斯”。1906～1907 年，德國(guó)天文學(xué)家?jiàn)W古斯特·科普夫又發(fā)現(xiàn)了兩顆特洛伊小行星，分別是624 號(hào)“赫克托爾”和617 號(hào)“帕特洛克羅斯”。“赫克托爾”和“阿基里斯”一樣，屬于L4星系群，位于木星公轉(zhuǎn)方向的前方，而“帕特洛克羅斯”是人們發(fā)現(xiàn)的第一顆位于L5 點(diǎn)的特洛伊小行星，處在木星運(yùn)行方向的后方。到1938 年，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了11 顆特洛伊小行星。這個(gè)數(shù)字直到1961 年才增加到14 顆。隨著天文儀器的改進(jìn)，人們發(fā)現(xiàn)的特洛伊小行星數(shù)量迅速增長(zhǎng)：到2000 年1 月，共發(fā)現(xiàn)257 個(gè)；到2003 年5 月，數(shù)量增加到1600 個(gè)；到2018 年10 月，已知的L4 點(diǎn)特洛伊小行星有4601 個(gè)，L5 點(diǎn)有2439 個(gè)。

奧地利天文學(xué)家約翰·帕利薩提出，用古希臘時(shí)代特洛伊戰(zhàn)爭(zhēng)中的著名英雄來(lái)命名木星L4 和L5 點(diǎn)上所有小行星。帕利薩之所以有這個(gè)資格，是因?yàn)樗谝粋€(gè)準(zhǔn)確計(jì)算出了這些小行星的軌道。

▲ 特洛伊小行星帶

L4 位置的小行星以希臘英雄命名，因此也被稱(chēng)為“希臘群”或“阿喀琉斯群”，L5 位置上的小行星則以特洛伊英雄命名，被稱(chēng)為“特洛伊群”。實(shí)際上，在這個(gè)命名規(guī)則建立之前，624 號(hào)“赫克托爾”和617 號(hào)“帕特洛克羅斯”就被命名了。

“露西”任務(wù)起源

美國(guó)宇航局每年都會(huì)要求下屬科研團(tuán)隊(duì)提出申請(qǐng)，探測(cè)某些奇奇怪怪的對(duì)象?！奥段鳌钡牧㈨?xiàng)申請(qǐng)是2014年11 月5 日提交的，到2015 年2 月，美國(guó)宇航局一共收到28 份提案。對(duì)這輪提案的要求，是必須在2021 年年底前發(fā)射。到2015 年9 月30 日，美國(guó)宇航局選定了5 個(gè)任務(wù)入圍，每個(gè)任務(wù)獲得300 萬(wàn)美元，以進(jìn)行更深入的研究和分析。到2017 年1 月4 日，“露西”和小行星帶探測(cè)計(jì)劃“普賽克”戰(zhàn)勝另外3 個(gè)項(xiàng)目，進(jìn)入研發(fā)階段。

2019 年1 月31 日，美國(guó)宇航局宣布“露西”將于2021 年10 月從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角，用宇宙神5運(yùn)載火箭發(fā)射，發(fā)射成本估計(jì)為1.483億美元。2019 年2 月11 日，太空探索技術(shù)公司對(duì)這份合同提出抗議，表示它可以提供“更低的成本”。但是2019 年4 月4 日，太空探索技術(shù)公司撤回了抗議。

2020 年8 月28 日，美國(guó)宇航局宣布，“露西”已通過(guò)審查，可以進(jìn)入總裝測(cè)試階段。2021 年7 月30 日，“露西”由C-17 運(yùn)輸機(jī)運(yùn)送到佛羅里達(dá)州，2021 年9 月30 日封裝進(jìn)入火箭整流罩。

科學(xué)目標(biāo)

“露西”將飛越并對(duì)7 個(gè)不同的特洛伊小行星進(jìn)行遙感探索，以實(shí)現(xiàn)以下科學(xué)目標(biāo)：

1.地表地質(zhì)?！奥段鳌睂⒗L制小行星的反照率、形狀、環(huán)形山空間分布和大小分布圖，確定地殼結(jié)構(gòu)和分層性質(zhì)，并確定地表單元的相對(duì)年齡。

2.表面顏色和組成。“露西”將繪制特洛伊小行星表面的顏色、組成和風(fēng)化層特性，并確定礦物、冰和有機(jī)物的分布。

3.地下特征和整體特征。“露西”將確定小行星質(zhì)量和密度，并通過(guò)深入探究環(huán)形山、裂縫、噴出物覆蓋層和暴露的層理來(lái)研究地下組成。

▲ “露西”計(jì)劃探測(cè)的主要目標(biāo)

4.衛(wèi)星和環(huán)?！奥段鳌睂ふ姨芈逡列⌒行堑墓猸h(huán)和衛(wèi)星。

總體設(shè)計(jì)和有效載荷

為了攜帶足夠的儀器和燃料，“露西”是個(gè)體積不小的探測(cè)器，展開(kāi)后寬度達(dá)到15 米多。這主要是因?yàn)椤奥段鳌倍鄶?shù)時(shí)間在深空飛行，太陽(yáng)光強(qiáng)度沒(méi)有地球軌道上那么大，所以攜帶了兩個(gè)巨大的圓形太陽(yáng)能電池，每個(gè)直徑超過(guò)7 米。其它所有的儀器設(shè)備，以及與地球通信所需的2 米直徑高增益天線，都裝在航天器本體上。

“露西”的規(guī)格：

寬度： 15.8 米

高度：7.2 米（太陽(yáng)能電池展開(kāi)）或

3.8 米（太陽(yáng)能電池收攏）

厚度：2.78 米

太陽(yáng)能電池板直徑：7.3 米

干重：821 千克

濕重：1550 千克

功率：最遠(yuǎn)交會(huì)點(diǎn)504 瓦

“露西”的探測(cè)儀器裝在一個(gè)叫做儀器指向平臺(tái)（IPP）的設(shè)備上，共有3 臺(tái)遙感科學(xué)儀器。

拉爾夫

“拉爾夫”實(shí)際上是由兩臺(tái)儀器組成的。

第一臺(tái)是彩色可見(jiàn)光成像儀，也叫做多光譜可見(jiàn)成像相機(jī)（MVIC），工作譜段在0.4～0.85 微米。MVIC 將拍攝特洛伊小行星目標(biāo)的彩色圖像，并幫助確定它們的活動(dòng)程度。

第二臺(tái)是紅外成像光譜儀，也叫做線性標(biāo)準(zhǔn)具成像光譜陣列（LEISA），工作譜段1～3.6 微米。紅外光譜儀用來(lái)尋找小行星的吸收譜段，在小行星表面尋找硅酸鹽、冰和有機(jī)物的跡象。

彩色可見(jiàn)光成像儀和紅外成像光譜儀之間并不是完全獨(dú)立的。來(lái)自宇宙的電磁波進(jìn)入鏡頭后，分束器將紅外光發(fā)送給紅外光譜儀，將可見(jiàn)光反射給可見(jiàn)光成像儀。一般彩色圖像有3 個(gè)色帶，但是“露西”的可見(jiàn)光成像儀有5 個(gè)顏色帶，覆蓋整個(gè)頻譜。為了幫助科學(xué)家們?cè)谔芈逡列⌒行潜砻孀R(shí)別出不同的組成單元，科學(xué)家精心選擇了每個(gè)具體的波段。例如，紅色帶對(duì)層狀硅酸鹽很敏感，這是科學(xué)家希望在特洛伊表面發(fā)現(xiàn)的一種水合礦物，而紫色帶將有助于確定小行星表面是否含有隕硫鐵（FeS）。紫色帶對(duì)氯化萘吸收也很敏感，如果在小行星周?chē)綔y(cè)到氯化萘，則表明存在相關(guān)活動(dòng)。可見(jiàn)光成像儀有6 個(gè)CCD陣列，每一個(gè)CCD 陣列分辨率達(dá)到5000 列×64 行。

▲ “露西”的有效載荷安裝

紅外光譜儀內(nèi)部有一套標(biāo)準(zhǔn)化器件，將光分離成光譜。紅外光譜儀可以用它分析小行星表面不同物質(zhì)吸收和發(fā)射的波長(zhǎng)，從而識(shí)別出可能存在的不同種類(lèi)巖石、冰和有機(jī)化合物。紅外光譜儀的探測(cè)器分辨率達(dá)到1000列×1400 行，每一行設(shè)計(jì)用來(lái)探測(cè)不同波長(zhǎng)的紅外光。因此，紅外光譜儀可以從1000 千米外對(duì)500 米寬的隕石坑精確成像。因?yàn)椤袄瓲柗颉迸臄z的照片巨大，所以它帶有256 千兆字節(jié)的內(nèi)存。

“拉爾夫”將搜索特洛伊小行星的有機(jī)物、冰和水化礦物，幫助人們確定其表面組成。這個(gè)設(shè)備由美國(guó)宇航局飛行中心的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)。它的技術(shù)基礎(chǔ)，是新視野探測(cè)器的同名儀器“拉爾夫”，以及用于“奧西里斯-雷克斯”的可見(jiàn)和紅外光譜儀。“新視野”上的“拉爾夫”和“愛(ài)麗絲”紫外光譜儀一起，為人們提供了極為清晰的冥王星彩色圖像?！奥段鳌鄙系摹袄瓲柗颉迸c“新視野”上的“拉爾夫”相比擴(kuò)大了很多，質(zhì)量增加了3 倍，功耗提高了4 倍。

“拉爾夫”并沒(méi)有變焦功能，這主要是“露西”發(fā)射重量的限制迫使設(shè)計(jì)人員減少活動(dòng)部件數(shù)量，而且活動(dòng)部件太多了也容易引發(fā)故障。另外，太空中極端的溫度差異，會(huì)導(dǎo)致光學(xué)設(shè)備散焦，因?yàn)楣鈱W(xué)系統(tǒng)對(duì)熱脹冷縮比較敏感。所以“拉爾夫”的大部分零件是用單個(gè)鋁毛坯切削出來(lái)的。整個(gè)設(shè)備采用同一種材料，意味著整體熱膨脹系數(shù)相同，對(duì)于光學(xué)聚焦有很大的好處。甚至“拉爾夫”的反射鏡都是用鋁制成的，切削時(shí)用到了鉆石刀具。

“拉爾夫”的參數(shù)：

質(zhì)量：31.0 千克

功率：25.1 瓦

附件：75 毫米

焦距：450 毫米

彩色可見(jiàn)光成像儀參數(shù)：

非正式視野：29μrad/像素

工作波長(zhǎng)：0.38-0.92 微米

光譜分辨率：47.550 毫米

紅外成像光譜儀參數(shù)：

非正式視野：80μrad/像素

工作波長(zhǎng)：1.0～3.6 微米

光譜分辨率：10 納米

洛蒂斯

“洛蒂斯”是一臺(tái)熱發(fā)射光譜儀，它類(lèi)似于在“奧西里斯-雷克斯”和火星全球勘測(cè)器上已經(jīng)飛行驗(yàn)證過(guò)的同類(lèi)儀器。這臺(tái)紅外光譜儀的工作頻段是6～75 微米，用來(lái)了解特洛伊小行星的熱慣性，以及天體保持熱量的情況，從而探究小行星表面物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)。

▲ “洛蒂斯”設(shè)備實(shí)拍

“洛蒂斯”的參數(shù)：

質(zhì)量：7.7 千克

功率：17.6 瓦

視場(chǎng)角：10 毫微克

光譜范圍：6～75 微米

光譜分辨率：10cm-1

雖然特洛伊小行星距離太陽(yáng)有幾億千米遠(yuǎn)，但太陽(yáng)光對(duì)它們的加熱效應(yīng)還是很明顯的，所以這些小行星能夠在遠(yuǎn)紅外頻段向外輻射?！奥宓偎埂本褪怯脕?lái)探測(cè)這種輻射的，它采用一個(gè)直徑15.2 厘米的望遠(yuǎn)鏡，將入射能量聚焦到一個(gè)小型敏感器上。這樣，“洛蒂斯”就像一個(gè)遠(yuǎn)程溫度計(jì)。從技術(shù)上講，“洛蒂斯”不是成像儀，但它可以測(cè)量小行星上不同點(diǎn)的溫度，這些數(shù)據(jù)可以結(jié)合起來(lái)，生成表面特性的“圖像”。

“洛蒂斯”將通過(guò)測(cè)量熱慣性來(lái)檢查風(fēng)化層的物理性質(zhì)。熱慣性是測(cè)量物體加熱或釋放熱量的速度，較小的顆粒具有較低的熱慣性。例如，沙灘上的沙子在白天迅速升溫，在晚上迅速降溫。較大的顆粒具有很高的熱慣性。與沙子相比，人行道在白天升溫很慢，在晚上降溫很慢。通過(guò)小行星上一天中不同時(shí)間的溫度變化，科學(xué)家們可以測(cè)量出熱慣性，從而推斷出風(fēng)化層中有多少灰塵、沙子或巖石?！奥宓偎埂边€能探測(cè)到單個(gè)小行星上存在的熱慣性差異，這是地面望遠(yuǎn)鏡無(wú)法探測(cè)到的。

▲ “洛蒂斯”有效載荷的結(jié)構(gòu)

▲ “洛里”有效載荷的結(jié)構(gòu)

由于“洛蒂斯”是一個(gè)點(diǎn)光譜儀，而不是成像儀，它在每次交會(huì)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量比其他儀器小得多。這種相對(duì)簡(jiǎn)單性為它贏得了“小儀器”的稱(chēng)號(hào)。根據(jù)不同的設(shè)置，“洛蒂斯”可以每0.5秒、1 秒或2 秒測(cè)量一次。

“洛蒂斯”由亞利桑那州立大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)建造。該儀器基于“奧西里斯-雷克斯”探測(cè)器的熱發(fā)射光譜儀研制，沿用了大部分硬件。電子部分采用阿聯(lián)酋希望號(hào)火星探測(cè)器上的埃米爾火星紅外光譜儀有關(guān)設(shè)備。在“洛蒂斯”內(nèi)部有一顆大鉆石，用來(lái)作為分光器。

洛里

“洛里”是“露西”最敏感的相機(jī)，一些團(tuán)隊(duì)成員親切地稱(chēng)其為任務(wù)的“鷹眼”。

“洛里”的參數(shù)：

質(zhì)量：12.0 千克

功率：10.6 瓦

視野：5.1 mrad

瞬時(shí)視野（IFOV）：5.0μrad

主鏡直徑：20.8 厘米

焦距：262 厘米

分辨率：15 倍IFOV 微米

波長(zhǎng)范圍：450～850 納米

每幅圖像像素?cái)?shù)：1024×1024

幀速率：1 赫茲

這種全色（黑白）相機(jī)是一種里氏-克雷蒂安望遠(yuǎn)鏡，與哈勃空間望遠(yuǎn)鏡是同一種類(lèi)型。入射光沿著鏡筒向下傳播，被雙曲主鏡反射，然后繼續(xù)沿鏡筒向下傳播，并被雙曲副鏡反射，副鏡聚焦光線后，穿過(guò)主鏡的開(kāi)口，進(jìn)入敏感器陣列。

1.“露西”在清潔廠房中進(jìn)行測(cè)試

2.“洛里”設(shè)備的安裝

3.“洛里”設(shè)備實(shí)拍

4.亞利桑那大學(xué)測(cè)試“露西”的設(shè)備

“洛里”的用途之一，是生成特洛伊小行星的清晰圖像。盡管它們非常黑暗，但“洛里”能從1000 千米外，清楚地看到直徑為70 米（即每像素14 米）的隕石坑，這就像站在足球場(chǎng)的一端，能夠看到另一端的蒼蠅一樣?！奥謇铩钡脑敿?xì)圖像將幫助人們了解特洛伊小行星的表面地質(zhì)。例如，這些圖像將提供特洛伊隕石坑的信息，從而提供附近小行星數(shù)量的歷史記錄。“洛里”還將搜索特洛伊星群中的光環(huán)、衛(wèi)星或其他活動(dòng)?！奥謇铩睆倪h(yuǎn)處看到微弱目標(biāo)的能力，也使其成為光學(xué)導(dǎo)航的完美之選。它可以幫助“露西”導(dǎo)航到太空中的某個(gè)指定點(diǎn)，然后用T2 相機(jī)（具有更寬的視野）幫助其他儀器準(zhǔn)確地指向目標(biāo)。

由于“洛里”是全色的，因此沒(méi)有安裝光學(xué)濾波器?！奥謇铩币矝](méi)有活動(dòng)部件，這降低了任務(wù)期間部件故障的風(fēng)險(xiǎn)。盡管它功能強(qiáng)大，但居然沒(méi)有對(duì)焦機(jī)構(gòu)。太空中的極端溫差可能會(huì)導(dǎo)致像對(duì)焦機(jī)構(gòu)這樣的設(shè)備散焦（因?yàn)楣鈱W(xué)系統(tǒng)會(huì)隨著溫度的變化而膨脹和收縮），但“洛里”的大部分光學(xué)系統(tǒng)是由碳化硅制成的，當(dāng)面對(duì)溫度變化時(shí)，碳化硅不會(huì)膨脹或收縮太多，而且還可以快速散熱以減少溫差。

“洛里”由約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)團(tuán)隊(duì)建造。該儀器繼承了新視野號(hào)探測(cè)器上的同類(lèi)儀器技術(shù)。新視野探測(cè)器拍攝到了冥王星和柯伊伯帶天體阿羅科思的精確詳細(xì)圖像，令人大開(kāi)眼界?！奥段鳌比蝿?wù)上的“洛里”設(shè)備做了一些改動(dòng)，例如用更堅(jiān)固的鋁替換復(fù)合材料制作擋板，但保留了其前身的許多經(jīng)典設(shè)計(jì)。

“露西”的高增益天線主要任務(wù)是把探測(cè)到的數(shù)據(jù)和圖像發(fā)回地球，但它也能夠客串探測(cè)器，可以利用無(wú)線電信號(hào)的多普勒頻移來(lái)確定目標(biāo)的質(zhì)量。另外，“露西”還可以用其終端追蹤攝像頭(T2CAM）拍攝小行星的寬視場(chǎng)圖像，以更好地描繪小行星形狀。而這個(gè)攝像頭原本是科學(xué)家用來(lái)監(jiān)視“露西”本身健康狀況的。

漫長(zhǎng)的旅途

“露西”在2021 年10 月發(fā)射后，在它前往特洛伊小行星的旅程之前，先要繞地球飛行兩圈，加速后進(jìn)入星際轉(zhuǎn)移軌道。在前往特洛伊小行星的途中，“露西”將穿越主小行星帶，并于2025 年4 月與52246 號(hào)小行星“唐納約漢森”交會(huì)，這是“露西”目標(biāo)中最小的。從地球上的測(cè)量顯示，這顆C 型小行星的直徑只有4 千米。這個(gè)天體的用處，主要是為“露西”的各種儀器提供一個(gè)測(cè)試和驗(yàn)證的機(jī)會(huì)。當(dāng)然，“唐納約漢森”本身也是一個(gè)有趣的天體。天文學(xué)家們已經(jīng)認(rèn)定，它是在1.3 億年前因?yàn)橐淮未笠?guī)模碰撞而產(chǎn)生的，這次碰撞產(chǎn)生了艾力岡小行星家族。

然后，“露西”繼續(xù)向外，首先進(jìn)入特洛伊小行星群的L4 子群，也就是“希臘群”?！奥段鳌币桨菰L的第一顆特洛伊小行星是3548 號(hào)“尤里巴特斯”，它可比52246 號(hào)大多了，直徑有64 千米之多。3548 號(hào)也是一顆C 型小行星，同樣是因?yàn)榕鲎伯a(chǎn)生的。不過(guò)在已知的特洛伊家族成員中，它倒是唯一的碰撞產(chǎn)物。對(duì)這顆小行星的探索或許能為人們解開(kāi)關(guān)于特洛伊家族的一個(gè)謎團(tuán)：C 型在小行星帶里很常見(jiàn)，但為什么特洛伊群中唯一的碰撞產(chǎn)物是C 型呢？為什么這個(gè)群中沒(méi)有D 型小行星呢？也許它是D 型小行星被撞擊后解體的產(chǎn)物？

而且在2019 年1 月，“露西”團(tuán)隊(duì)了解到，3548 小行星還有一顆直徑約1 千米的衛(wèi)星，所以這次探測(cè)很可能是“買(mǎi)一送一”。具體探測(cè)日期預(yù)定是在2027 年8 月12 日。

在L4 群當(dāng)中，下一個(gè)目標(biāo)是15094 號(hào)“帕勒末”。這是“露西”的特洛伊群探測(cè)目標(biāo)中最小的一個(gè)，是一顆直徑21 千米的P 型小行星，與“普特洛克勒斯”和“梅諾提烏斯”雙星是同一類(lèi)型。這將是人類(lèi)探測(cè)器第一次飛越這顆暗紅色小行星，很多科學(xué)家認(rèn)為它富含有機(jī)物?？茖W(xué)家們認(rèn)為，“帕勒末”是一顆更大的P 型小行星的碰撞碎片，因此將它與“普特洛克勒斯”和“梅諾提烏斯”雙星進(jìn)行比較將非常有趣?！奥段鳌睍?huì)在2027 年9 月15 日造訪“帕勒末”。

“露西”的又一個(gè)目標(biāo)是11351號(hào)小行星“路特斯”，直徑大約40千米，是一顆D 型小行星。它的特點(diǎn)是自轉(zhuǎn)速度非常慢，一天有446 小時(shí)！這樣漫長(zhǎng)的一天，意味著它會(huì)在白天非常熱，晚上又非常冷。所以，如果把它與其他D 型小行星相比較，會(huì)對(duì)它們的組成物質(zhì)有更加深刻的認(rèn)知。而且，人們從地球上觀察到，它旋轉(zhuǎn)時(shí)的亮度變化很大，這表明它可能是長(zhǎng)條狀的。當(dāng)“露西”在2028 年4 月18 日飛過(guò)“路特斯”的時(shí)候，一切都將真相大白。

在飛掠“路特斯”幾個(gè)月后，“露西”將近距離觀察另一個(gè)D 型小行星21900 號(hào)“歐魯斯”。它的直徑達(dá)到51 千米，比之前那個(gè)D 型小行星“路特斯”大多了?！皻W魯斯”的亮度很小，有紅色的物質(zhì)。人們就此認(rèn)為，它含有豐富的有機(jī)物和碳?！奥段鳌睂⒃?028 年11 月11 日與它交會(huì)。

▲ “露西”準(zhǔn)備整流罩合蓋

▲ “露西”團(tuán)隊(duì)

然后，“露西”將沿著軌道向地球軌道接近，再次遠(yuǎn)離軌道的時(shí)候，木星和特洛伊小行星群已經(jīng)旋轉(zhuǎn)到另外的相位。這樣，“露西”將能夠探測(cè)尾隨木星的特洛伊小行星群L5，稱(chēng)為“特洛伊群”。2033 年3 月，“露西”將飛過(guò)617 號(hào)“普特洛克勒斯”和它的雙星伙伴“梅諾提烏斯”，他們用希臘間諜的名字命名。這對(duì)雙星小行星的飛越，將是此次任務(wù)的壓軸大戲。然后，“露西”將處在一個(gè)穩(wěn)定的軌道上，如果設(shè)備不損壞，可以在未來(lái)一次次穿越特洛伊小行星群。

“露西”的主要任務(wù)就是探測(cè)“普特洛克勒斯”和“梅諾提烏斯”。它們的平均直徑分別為113 千米和104千米?？茖W(xué)家推測(cè)，它們可能是太陽(yáng)系早期遺留下來(lái)的原始小行星。這兩顆小行星處在相對(duì)高傾角的日心軌道上（22 度），這意味著它們大部分時(shí)間都不在黃道面上，是航天器很難到達(dá)的區(qū)域。幸運(yùn)的是，“露西”的軌道正好在2033 年3 月3 日可以和它們交會(huì)。

帶著鉆石的“露西”

這個(gè)探測(cè)器之所以被稱(chēng)為“露西”，并不是任務(wù)概念的首字母縮寫(xiě)，不是希臘或者羅馬神祗，而是有兩個(gè)靈感來(lái)源。

▲ 搭載著“露西”的宇宙神5 運(yùn)載火箭點(diǎn)火

1967 年披頭士樂(lè)隊(duì)曾經(jīng)創(chuàng)作了一首歌曲名叫《鉆石天空中的露西》。美國(guó)宇航局把探測(cè)器起名為“露西”，也是從這首歌得到了靈感。因此，他們把歌詞和其他名人的智慧之詞印在一塊牌匾上，裝在了探測(cè)器里。披頭士樂(lè)隊(duì)鼓手林戈·斯塔爾還專(zhuān)門(mén)為此制作一段視頻，向已故隊(duì)友、歌曲主創(chuàng)、搖滾巨星約翰·列儂致敬。而且，“露西”真的帶了鉆石上天。斯塔爾說(shuō)：“我太激動(dòng)了——‘露西’將帶著鉆石飛上天空，約翰尼會(huì)喜歡的?！?/p>

另一個(gè)靈感來(lái)源是一位真正存在過(guò)的人類(lèi)。1974 年11 月24 日，考古學(xué)家唐納德·約翰遜和湯姆·格雷在埃塞俄比亞發(fā)現(xiàn)了一個(gè)早期原始人的活化石。經(jīng)過(guò)清理和拼接，人們認(rèn)定，這不是類(lèi)人猿，而是真正的人類(lèi)?？脊艑W(xué)家們高興得不行，在當(dāng)天晚上播放了披頭士樂(lè)隊(duì)的歌曲，載歌載舞。在跳舞的過(guò)程中，探險(xiǎn)隊(duì)員帕梅拉·奧德曼忽然想到一個(gè)名字，既然這位化石是個(gè)女性，就叫她“露西”好了?！奥段鳌笔瞧駷橹拱l(fā)現(xiàn)的人類(lèi)化石中，年代最早的一個(gè)?！奥段鳌被癁槿祟?lèi)的進(jìn)化提供了極其寶貴的證據(jù)。露西探測(cè)器用這位遠(yuǎn)古女性來(lái)命名，也是希望能找到獨(dú)特證據(jù)，徹底改變?nèi)藗儗?duì)行星起源和太陽(yáng)系形成的認(rèn)識(shí)。

參與“露西”化石發(fā)現(xiàn)的古人類(lèi)學(xué)家唐納德·約翰遜在觀看發(fā)射時(shí)說(shuō)，自己瞬間就起了雞皮疙瘩：“我再也不會(huì)像以前那樣看著木星了……我的思想要爆炸?！?/p>