美国宇航局“灵神星”任务发射升空，探索神秘的金属小行星

在火星和木星之间的小行星带深处，存在一颗奇异的、富含金属的小行星，它与我们之前见过的任何天体都不同。这颗被称为“灵神星”的独特天体，可能会为研究人员提供一片真正奇异的景观去探索——这片景观可能会为我们提供关于太阳系起源，甚至地球最偏远区域的新见解：我们星球上神秘莫测、无法触及的地核。

现在，最终，得益于新发射的同名美国宇航局任务，研究人员离揭示“灵神星”的秘密又近了一步。“灵神星”探测器于周五早上在SpaceX猎鹰重型火箭的顶部，从该机构位于佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射升空。随着这次发射，该航天器结束了在地球上充满波折的停留，开始了为期八年的任务，注定要揭示关于这颗神秘金属太空岩石的无数惊喜。可以毫不夸张地说，科学家们对“灵神星”感到非常兴奋。

“坐在任务操作控制台，看着你的航天器在火箭上发射升空，这真是一生中难得的激动时刻，”亚利桑那州立大学的行星科学家，同时也是该任务的首席研究员琳迪·埃尔金斯-坦顿说。“发射后的那一刻，当我们建立通信，航天器电力充足，并且热稳定——那是令人兴奋得跳起来尖叫的时刻。”

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猎鹰重型火箭于当地时间上午 10:19 从发射台轰鸣升空；不到五分钟后，它就穿过了地球大气层动荡不安的空气动力学区域，脱落了包裹着星际有效载荷的保护整流罩。发射后近一个小时，以及猎鹰重型火箭二级发动机随后进行的两分钟燃烧后，“灵神星”与助推器分离，开始了它在太空中的孤独航程。该航天器还发送了初始信号，表明一切顺利。*

在接下来的一个或两个小时内，该航天器将展开其两个十字形太阳能电池阵列，调整自身相对于太阳的方向，并与地球上的任务控制中心建立联系。这些步骤标志着为期 100 天的初始检查期的开始，以确立“灵神星”在太空中的状态。

此次发射标志着美国宇航局依靠强大的猎鹰重型火箭进行的三项关键科学飞行任务中的首次，猎鹰重型火箭于 2018 年首次亮相。猎鹰重型火箭是 SpaceX 公司主力猎鹰 9 号运载火箭的三助推器变体。明年，美国宇航局的欧罗巴快帆号探测器预计将搭乘猎鹰重型火箭发射升空，执行探索木星冰冷且具有天体生物学意义的卫星欧罗巴的任务。猎鹰重型火箭还计划在 2027 年发射美国宇航局的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜。

今天的发射结束了“灵神星”任务在地球上充满挑战的开端。该航天器最初计划在 2022 年 8 月开启的窗口期发射，但在原定时间的几个月前，美国宇航局宣布，由于航天器的导航软件问题，该任务无法在当年发射。“灵神星”被迫接受机构级别的审查，原则上，这可能导致任务取消。

相反，审查提出了建议，帮助“灵神星”重回正轨，尽管该任务在 2023 年为期三周的发射窗口期开放前约一周，又遭受了一次轻微的延误，当时美国宇航局宣布，由于氮气推进器出现问题，该航天器将错过第一周的发射机会。发射还因恶劣天气而面临一天的延误。

但令任务团队欣慰的是，“灵神星”现在开始了为期六年的太阳系巡航之旅，前往小行星带，这为团队提供了充足的时间来测试航天器仪器，并微调现场操作计划。在飞行的前两年，“灵神星”还将搭载深空光学通信实验，这是一个独立的项目，旨在测试深空激光通信技术。巡航过程中的一个亮点将出现在 2026 年，届时航天器将飞越火星以提高速度，并在飞越过程中将其仪器转向这颗红色星球。

抵达后，“灵神星”航天器将开始工作。它将使用一对双摄像头拍摄同名小行星的表面，使用光谱仪分析其化学成分，使用磁力计寻找古代磁场的迹象，并使用无线电通信系统绘制天体的重力图——这将使科学家能够远程探测其隐藏的地下结构。

科学家们希望研究结果能够解开关于小行星“灵神星”的最大谜团：它究竟是什么。目前，天文学家只对其轨道、大小和形状感到有把握——以及它的密度和表面都与金属成分相符，这种金属成分比典型的太空岩石（例如美国宇航局的“奥西里斯-REx”任务刚刚送回地球的那些）要丰富得多。

但这几乎是任何人都可以自信地谈论“灵神星”的一切——而神秘感正是该任务的魅力所在。“我们研究的很多事物都是种群的一部分，”埃尔金斯-坦顿说。“我们没有‘灵神星’的种群。甚至没有很多与它相似的天体，而且它是唯一一个大的，所以它是独一无二的。因此，它可能来自一个不寻常的过程，只创造了它这一个。”

科学家们对“灵神星”的知识匮乏，但他们用大量的假设来弥补。在这些假设中，任务人员承认他们最喜欢的假设是，“灵神星”形成于一颗微型类行星天体的金属核心，然后通过一场真正天崩地裂的碰撞失去了大部分岩石外层。如果这确实是“灵神星”的故事，那么研究这颗奇异的小行星将为科学家们提供首次窥探地球和其他岩石行星内部深处无法接近的重金属核心的机会。

“我们基本上无法接触到任何事物的核心，”加州理工学院的行星天文学家凯瑟琳·德克莱尔说，她没有参与“灵神星”任务。“我们无法直接观测地球的核心。我们无法直接观测任何其他行星的核心。一切都是间接推断。”

关于“灵神星”的奇异之处的另一种潜在解释是，这颗小行星形成于靠近太阳的地方，那里的高温会使金属凝固并持续存在，而岩石仍然是熔融状态并以某种方式被剥离。某种轨道重组——可能由木星和土星的引力影响驱动，人们认为它们在早期太阳系中“兴风作浪”——然后一定将这个金属天体带到了小行星带。

或者，这个神秘的天体可能是由一些完全不同的其他过程创造的。在任务科学家的眼中，没有坏的答案。“即使这不是一颗古代星子的核心，在那个新的‘其他’假设中，它仍然是非常有趣和不同的东西，是我们以前从未近距离观察过的一种天体，”亚利桑那州立大学的行星科学家，同时也是“灵神星”任务的成像负责人吉姆·贝尔说。“如果[小行星]不是核心，任务也不会失败。我们仍然会学到一些非常非常有趣的东西。”

这种期待已久的新奇事物很可能在航天器抵达其异世界目的地时立即显现出来。美国宇航局以前只访问过岩石和冰冷的世界——从未访问过重金属世界，在那里，我们熟悉的地质过程可能会以非常奇异的方式展开。

一个问题是，“灵神星”是否曾经蕴藏着火山活动，熔融金属熔岩从世界闪亮表面的裂缝中渗出。实验室实验表明，这种流动会形成低矮、交织的复杂通道——尽管科学家们还不能确定。

“这有一些很大的注意事项，因为我们所做的那些实验是在地球上进行的，”北卡罗来纳州立大学的火山学家阿里安娜·索尔达蒂说，她没有参与“灵神星”任务，但参与了试图在地球上复制金属熔岩流的研究。“目前尚不清楚这在‘灵神星’上会是什么样子，那里的条件完全不同。”

科学家们更有信心他们会发现撞击坑，与地球饱受撞击的月球等岩石表面相比，撞击坑在金属世界上也可能看起来有所不同。实验室实验表明，“灵神星”的陨石坑周围可能环绕着金属液滴形成的尖刺状冠冕，这些液滴在从表面溅起时冻结。——尽管同样，事先无法得知航天器将揭示什么。

“去一个我们不太了解的地方真是太有趣了，”埃尔金斯-坦顿说。“我们已经有点习惯去我们[更]了解的地方了。”

*编者注（2023年10月13日）：本段在发布后进行了更新，以反映航天器已成功与火箭分离。