人类首探矮行星：黎明号即将进入谷神星轨道

据美国宇航局官方网站3月6日报道，该局所属的“黎明”号探测器即将尝试进入谷神星轨道。3月6日，“黎明”号将成为有史以来首个造访一颗矮行星并进入其轨道运行的探测器。

罗伯特·梅斯（Robert Mase）是美国宇航局喷气推进实验室（JPL）黎明号项目经理，他表示：“黎明号将会创造历史。”他说：“我们的团队已经做好准备，渴望着去揭开谷神星的奥秘。”

艺术示意图：太空中飞行的黎明号。

黎明号飞船在2月19日拍摄的谷神星图像，拍摄时距离约4.6万公里。可以看到谷神星的地表遍布陨石坑，还有几处神秘的亮点。

崭新的矮行星世界

最新发回的图像显示这颗矮行星的地表遍布大量的陨坑，另外还有一些神秘的亮点。科学家们相信此次考察将能够帮助我们了解这颗小行星带内最早被发现的天体是如何形成，以及其地表是否正在经历变化。随着黎明号逐渐滑向谷神星的轨道，研究人员将对这些奇异的地表特征进行持续观察，因为它们可能代表着最新的地质活动迹象。

吉姆·格林（Jim Green）是美国宇航局华盛顿总部行星科学部门主管。他表示：“对谷神星的研究将让我们能够在太空里研究历史，它为我们开启了一扇窥视最早期太阳系历史的窗口。”他说：“黎明号飞船发回的数据将大大加强我们对太阳系最初形成机制和过程的理解。”

从去年12月份开始，黎明号开始进入最终接近阶段，距离目标越来越近。探测器一路上拍摄了一组光学导航图像并两次摄录了谷神星的自转全程，从而允许科学家们完整地观察谷神星周期为9小时的自转过程。从2015年1月25日开始，黎明号开始获取人类有史以来获得的质量最高，分辨率最高的谷神星图像，并且随着探测器进一步接近谷神星，它传回的图像质量还将不断提升，而此前我们所拥有最佳质量的谷神星图像是由哈勃空间望远镜从地球轨道上拍摄的模糊不清的图像。

行星-小行星和矮行星

1801年，意大利西西里岛的天文学家皮亚齐神父（Father Giuseppe Piazzi）最早发现了谷神星，并在当时被认为是发现了一颗新的大行星，尽管它相比其他大行星来说似乎显得太小了。但很快，随着在同一区域其他许多类似天体的陆续发现，人们意识到谷神星可能并非一颗大行星，于是它被归入了小行星的行列——尽管它似乎显得太大了。一直到2006年，在布拉格召开的国际天文学会议（IAU）上，谷神星与遭受降级的冥王星和新发现的阋神星一起被归入一个新设立的分类：矮行星。

谷神星（Ceres）是以罗马神话中的农业与收获女神的名字命名的。按照这一规则，谷神星表面上的陨击坑也将以全世界各国神话中与农业以及种植等相关的神或女神的名字来进行命名。而其地表的其他地物则将以与农业有关的节日的名字命名。

黎明号于2007年9月份发射升空，经过4年多的漫长飞行之后于2011年抵达它此行的首个目标灶神星，并在围绕灶神星的轨道上进行了为期一年的科学考察工作。灶神星（Vesta）和谷神星一样，都位于火星与木星之间的小行星带内围绕太阳公转。黎明号先后造访灶神星和谷神星的做法，也使其开创了人类航天史上首次由一艘飞船连续围绕两个不同天体运行的记录。之所以黎明号能够做到这一点是因为它采用了创新的离子发动机，其安装的3台离子发动机相比传统的化学发动机，其工作效率要高得多。

太阳系黎明时期的化石

卡罗尔·雷蒙德（Carol Raymond）是黎明号项目副首席科学家，来自喷气推进实验室（JPL）。她表示：“灶神星和谷神星都是大行星形成过程中的半成品，但它们的成长过程被木星强大的引力打断了。于是它们就像是太阳系黎明时期留下的化石，让我们可以一窥它的起源。”

不过，灶神星和谷神星之间也存在一些本质性的差异。谷神星是小行星带内质量最大的天体，其直径大约950公里，其表面积摊开大约可以覆盖美国大陆部分面积的38左右。相比之下灶神星要小得多，其直径约525公里，但也是小行星带内第二大的天体。灶神星的形成年代要早于谷神星，并且它是一个非常干燥的天体。相比之下，谷神星的质量中有大约25%的成分是是水。

卡罗尔表示：“通过对灶神星和谷神星开展研究，我们将能够加深对太阳系形成机制的理解，尤其是类地行星，包括地球，是如何形成的。”她说：“这些天体正是最终形成了金星，地球和火星的建筑材料。科学家们相信，灶神星一类的天体在形成地球的内核方面具有重要贡献，而谷神星一类的天体则为地球提供了水的来源。”

用小预算做大科学

梅斯指出：“如果没有离子发动机，我们不可能实现对这样两颗天体的轨道观测。黎明号的成功将这一创新技术发扬光大，真正做到了‘用小预算做大科学’的目标。”

除了黎明号之外，美国宇航局还计划在2016年发射一艘“起源-光谱解译-资源识别-安全及风化层探测器”（OSIRIS-REx）。这艘飞船将对一颗选定的体型较大的小行星进行空前详细的考察，取得其样品并送回地球。

美国宇航局还高度关注对小行星的跟踪和监视，从而保护地球免遭小行星撞击的威胁。宇航局总部内设立的近地天体项目（NEO）为这方面的工作提供管理和财务支持，用于对那些可能会对地球产生威胁的小行星或彗星进行研究和监视。美国宇航局还在寻求开展一项“小行星转向任务”（ARM），该项目将会选定一颗小行星，将其拖拽进入月球轨道并随后派遣宇航员前往进行考察。在许多的探测目标之中，该任务的其中一项目的便是检验美国宇航局的基本行星际防御能力和小行星引导转向技术。

黎明号项目由美国宇航局喷气推进实验室（JPL）负责管理，其属于美国宇航局马歇尔空间飞行中心负责管理的“发现”项目旗下任务之一。加州大学洛杉矶分校则负责整个任务的科学探测工作。总部设在弗吉尼亚州的Orbital ATK Inc公司负责飞船本身的设计和建造工作。

德国航天局，马克斯普朗克太阳系研究所，意大利航天局以及意大利国家天体物理研究所作为国际合作伙伴都参与了黎明号探测项目。