Astronomy 版 (精华区)
美国名为尼尔的无人探测器经过4年的太空飞驰,终于在2月14日西方情人节这
一天成功地进入了环绕小行星厄洛斯运行的轨道,开始了为期1年的近距离观测研
究活动,使太阳系家庭成员之一的小行星群中首次出现了一颗人造卫星。厄洛斯小
行星亦称爱神星,得名于古希腊神话中的爱神厄洛斯。以前人类曾向太阳系的大行
星发射了多个环绕运行的探测器,而向小行星发射环绕运行探测器还是第一次。因
此,美国约翰·霍普金斯大学主持这一项目的主管罗伯特·法洛尔激动地说:“尼
尔探测器是迄今成功进入小行星轨道的第一个航天器,我们今天在创造历史!”
长途跋涉
这个航天探测器亦称小型无人驾驶宇宙飞船,取名尼尔(NEAR),意即近地小
行星约会。它属美国宇航局所有,而由约翰·霍普金斯大学应用物理实验室和康奈
尔大学喷气推进实验室合作研制,整个项目造价2.24亿美元。重量为0.8吨的尼尔
航天探测器携有磁力计、激光测量仪、多光谱摄像机、光谱仪和无线电追踪系统共
5个主要科学设备。尼尔飞船于1996年2月17日被德尔塔2型运载火箭从佛罗里达州
卡纳维拉尔角航天中心发射升空后,即踏上了奔向爱神星的旅程。它在太空的长途
跋涉中,由美国喷气推进实验室负责远程控制工作。飞船的任务是对爱神星的物理
性质和化学构成进行观测和考察,以帮助人类了解近地小行星的运动规律,加深对
包括地球在内的大行星诞生的认识,并为防止小行星与地球相撞提供借鉴和积累经
验。
爱神星于1898年被德法两国天文学家发现,是公认为有可能接近甚至撞击地球
的约为800颗小行星中的一个,并且大小排行第二。由于它上面可能尚存太阳系的
原始物质,对其观测有助于进一步获取地球和其他行星形成过程的线索,故而其研
究价值极大,被选作人类首次探测小行星的对象,列为近地小行星约会项目。
作为探测目标,爱神星体积很小,因而探测难度较高,对尼尔飞船的控制精度
要求较高。尼尔探测器在飞向爱神星的征途当中,先远离地球到达火星的轨道之外
,于1997年6月27日与小行星马天尔达相望而过,并拍摄了对方的照片。从照片上
可以清楚地看出这颗小行星的外貌景观。马天尔达直径约为59.2公里,质量为月球
的1%左右,表面60%的部分布满了陨石坑。
尼尔探测器主要靠太阳和地球的引力飞行,在必要时才点燃发动机调整速度和
方位。按原计划,美国喷气推进实验室的专家应于1998年12月20日日遥控启动尼尔
探测器携带的最大一台火箭发动机,使其作变轨飞行,并于1999年初首次从500公
里左右的近距离观测爱神星,但在这关键时刻探测器却突然发生故障,一度与地面
失去联系,打乱了原来的安排。所幸尼尔探测器在关闭27小时的突然故障,已将尼
尔探测器开始环绕观测爱神星的时间推迟了1年,由原定的1999年初被延迟到今年
初。
在探测器启动“安全模式”恢复向地面发送数据后的1998年12月23日,它在距
离爱神星处掠过,对该星进行了长达2.5小时的拍摄,获得了222张照片,还进行了
其他方面的探测。这些宝贵的图像和数据都成功地传到了地面。从收到的信息可以
看出,爱神星表面构成比较复杂。尼尔飞船探测结果表明:爱神星长33.8公里、宽
12.9公里、高12.8公里,比原先地面观测结果略小一些,其密度接近于地球地壳的
平均密度接近于地球地壳的平均密度。令人惊异的是,在体积这么小的星球上竟有
两个明显的陨石坑,还有一条长长的表面山脊。爱神星同马天尔达都有陨石坑痕,
这或许能为研究小行星的演化和天体推出提供新的线索。
探测使命
从去年1月以来,尼尔飞船在追赶爱神星的长途奔波过程中,飞行还是比较顺
利的。今年2月14日上午,美国东部时间10:33地面专家们遥控尼尔飞船携带的火
箭发动机顺利点火,使其成功进入了环绕爱神星运行的轨道,终于达到了亲近的和
观测该星的目的,创造了让美国科学家大为激动的一幕。目前尼尔飞船正在围绕爱
神星飞行,其圆形轨道的高度为333公里。为了满足不同的探测要求,尼尔飞船与
爱神星的距离将拉大到500公里,进入第三轨道运行,目的是方便地进行了表面观
测。今年12月到明年初,尼尔飞船还将进入高度为0.49公里的第四轨道,这是探测
器最接近目标的距离。然后,飞船将结束探测使命,降落在爱神星上,变成人类首
次抛弃在小行星上的遗物。
在持续近1年时间的环绕飞行中,尼尔飞船将利用自身携带的科学设备、采取
遥感拍摄和参数测量两种手段对爱神星进行探测,这样不仅能获得周围空间、星球
表面参数,还可探知表层以下一定深度的构造情况。在此期间,尼尔航天探测器将
通过无线电波向地面发回关于爱神星的大小、形状、体积、地貌、质量、磁场、重
力场、密度、表面成分、地质构成、旋转状态、宇宙线、太阳风等数据和照片,以
供科学家认识爱神星的真实面目,帮助人类解开小行星的起源之谜,寻找防止小行
星撞击威胁地球的办法。
如果尼尔飞船在未来12个月对爱神星的环绕探测获得成功,美国宇航局下一步
将使用降落装置在星体上进行直接探测,并把收集岩土样品等实物运回地球,供科
学家们化验分析,以完全揭开小行星的神秘面纱。利用航天技术探测近地小行星的
最终目的不仅是防止它们撞击地球伤害生灵,而且要开采其可能的矿产为人类所用;
不仅要帮助人类深化对宇宙奥秘的认识,而且要为人类征服更大的天体积累技术
经验。
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