美国宇航局的露西小行星探测任务快速掠过一颗“微型”太空岩石

美国宇航局的露西任务比原计划提前开始科学研究

Lucy spacecraft in orbit

美国宇航局的露西号探测器。

11月1日,一艘名为露西的美国宇航局探测器将向人类介绍一个名为迪金内什(Dinkinesh)的世界——昵称“丁基”(Dinky)——这是我们近距离观察到的最小的主带小行星。

露西号于2021年发射,旨在探索一群被称为木星特洛伊小行星的神秘小行星。这些太空岩石在与木星相同的距离上绕太阳运行,分为两个星团:一个星团在气态巨行星之前运行,而另一个星团则在该行星之后运行。总而言之,科学家们知道在木星轨道上有超过12,000个这样的天体,他们认为这个由原始太空岩石组成的折衷群体可能有助于破译太阳系的早期历史。因此,露西号将从2027年开始快速掠过六颗木星特洛伊小行星。

科罗拉多州西南研究所的行星科学家、露西任务的首席研究员哈尔·莱维森说:“露西的目标是了解特洛伊小行星的多样性。为了做到这一点,你需要访问许多天体,这正是我们正在做的,为了做到这一点,你需要尽快行动。”


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莱维森说,露西号的移动速度非常快,以至于该任务的主要科学观测总共只有24小时,分布在探测器围绕太阳系的12年行程中。该任务只是飞掠其目标,而不是进行长时间停留——一旦探测器离开一颗小行星,就结束了。“没有回头路;没有重来的机会,”他说。

因此,当任务人员意识到,当露西号在太阳系外层跋涉时,它将在距离一颗小型、当时无名的小行星40,000英里范围内飞行时,他们决定绕道进行一次彩排,并将任务的轨迹调整为距离这个微小天体仅280英里。由于迪金内什在飞越过程中与太阳和探测器的对齐方式,这次机动将比该任务最初的第一个目标(露西号计划于2025年遇到的另一颗主带小行星)更好地模拟未来计划的特洛伊小行星飞越。

(露西任务的名称来自在埃塞俄比亚北部发现的古代人科化石,该化石表明,大约在320万年前,早期人类亲属是双脚行走的;在阿姆哈拉语中,这块化石被称为迪金内什。探测器2025年的目标,小行星唐纳德约翰逊,是以领导1974年挖掘出露西的古人类学家命名的。)

此外,露西号的科学团队对飞掠的担忧比他们希望的要多。在露西号发射后的几个月中,探测器人员努力完全展开探测器的两个圆形太阳能电池阵列中的一个,最终得出的结论是,该任务可以继续进行,只是略微未能完全锁定阵列。该探测器在去年秋天飞掠地球期间的良好表现证实了这一决定,但未锁定的阵列可能会导致探测器及其仪器在进行飞掠观测时比计划的晃动更大,从而可能降低露西号数据的质量。在迪金内什上测试该程序将使团队有足够的时间调整探测器接近每个特洛伊小行星目标的方法,以确保获得清晰的图像和测量结果。

因此,对于露西号来说,迪金内什首先是一项工程测试和一次演习。但是,行星科学家们——他们从不错过在太阳系中看到新事物的机会——对他们一睹这颗小太空岩石的风采感到兴奋。

马里兰大学的行星科学家、露西号的共同研究员杰西卡·桑夏因说:“科学是一项奖励,但在我的经验中,奖励科学总是非常有趣的。总的来说,在行星科学领域,我们从未飞掠过一个天体,然后说,‘嗯,好吧,那有点无聊。’”

当迪金内什在今年早些时候正式添加到露西的行程中时,科学家们只知道它的位置和不起眼的大小。“我们知道它有点小,但实际上其他什么都不知道,”加那利群岛天体物理研究所的行星科学家朱莉娅·德·莱昂说,她没有参加露西任务,但帮助协调了一些对迪金内什的准备性观察。“所以我们都尽力了,”她说,天文学家们匆忙赶到望远镜前,以了解更多关于这颗小行星的信息。

多亏了这些努力,科学家们现在对迪金内什有了一个稍微好一点的了解,它正在成为一块有趣的小太空岩石:富含二氧化硅,大致呈椭圆形,缓慢旋转,估计直径约为900米,一天大约是地球24小时昼夜周期的两倍。

在火星和木星之间的主小行星带中,科学家们只访问过更大的太空岩石,例如黎明号任务的目标,小行星灶神星和矮行星谷神星,它们是该带中已知最大的天体之一。两者都比迪金内什大数百倍。“它是我们迄今为止在主带中看到的最小的东西,”桑夏因在谈到露西号的微小目标时说。

然而,迪金内什的规模似乎与最近探测器近距离观察到的少数近地小行星相似。这些包括富含碳的本努,美国宇航局的欧西里斯-雷克斯任务最近将该小行星的样本送回了地球,以及狄迪莫斯,美国宇航局的双小行星重定向测试(DART)任务在撞击该小行星的小卫星迪莫弗斯的途中快速掠过了它。

桑夏因说,比较迪金内什和狄迪莫斯应该特别有趣,因为这两颗小行星由相同类型的材料制成,大小相似,只是位置不同。“在我们的科学领域,我们很少有机会进行这种直接比较,所以当这成为露西号的明显飞掠目标时,我非常兴奋,”她说。

这种直接比较尤其有价值,因为科学家们认为,近地小行星来自主带,是被过去引力扰动踢入太阳系更深处的。因此,科学家们希望露西号对迪金内什的观察将帮助他们了解主带小行星在转变为近地小行星时所发生的变化。“这将就像在其源区域研究近地小行星,它在那里产生,”德莱昂说。

露西号飞掠迪金内什将证实科学家们对小行星基本形状和成分的初步估计,并且还将使他们能够计算其表面的陨石坑,以便更好地校准其年龄。撇开具体的科学问题不谈,小行星专家们只是对看到太阳系的另一颗太空岩石聚焦感到兴奋。

“看到那些[图像]传下来会很棒,”桑夏因说。“它不会过时;我可以告诉你这么多。”

Meghan Bartels is a science journalist based in New York City. She joined 大众科学 in 2023 and is now a senior news reporter there. Previously, she spent more than four years as a writer and editor at Space.com, as well as nearly a year as a science reporter at Newsweek, where she focused on space and Earth science. Her writing has also appeared in Audubon, Nautilus, Astronomy and Smithsonian, among other publications. She attended Georgetown University and earned a master’s degree in journalism at New York University’s Science, Health and Environmental Reporting Program.

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