當(dāng)NASA的黎明號(hào)探測(cè)器抵達(dá)矮行星谷神星時(shí)，將開(kāi)始一場(chǎng)舞會(huì)，而任務(wù)的管理者現(xiàn)在已經(jīng)為黎明號(hào)安排好了舞會(huì)節(jié)目。

在這張藝術(shù)概念圖中，NASA的黎明號(hào)探測(cè)器正朝谷神星奔去。在2011年到2012年間，黎明號(hào)幾乎花費(fèi)了14個(gè)月環(huán)繞火星和木星之間的小行星主帶中質(zhì)量第二大的天體——灶神星飛行。大圖與說(shuō)明文字請(qǐng)點(diǎn)擊（圖片提供：NASA/JPL-Caltech）

黎明號(hào)從2012年9月起開(kāi)始朝火星和木星之間的小行星主帶中最大的天體——谷神星飛去。當(dāng)時(shí)它離開(kāi)了第一個(gè)舞伴——灶神星。

與黎明號(hào)花費(fèi)了14個(gè)月考察的干燥灶神星相比，谷神星是一個(gè)多冰（可能富含水分）的星球。灶神星和谷神星是幸存的兩個(gè)最大的原行星，它們差一點(diǎn)就演化成了行星，將為科學(xué)家提供太陽(yáng)系黎明期行星形成條件的線索。

當(dāng)黎明號(hào)進(jìn)入環(huán)繞谷神星的軌道之后，它會(huì)成為第一架近距離觀測(cè)矮行星的探測(cè)器，也將成為第一架環(huán)繞除地球之外兩個(gè)太陽(yáng)系目標(biāo)天體的探測(cè)器。

加州帕薩迪那（Pasadena）NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的黎明號(hào)任務(wù)經(jīng)理鮑勃·梅斯（Bob Mase）說(shuō)：“我們環(huán)繞谷神星的飛行計(jì)劃編排類似于環(huán)繞灶神星飛行時(shí)成功采用的方案。這次飛行的安排是以灶神星考察為基礎(chǔ)的，可以讓科學(xué)家直接比較這兩個(gè)小行星帶巨人之間的異同。”

作為前奏，小組將在2015年1月底開(kāi)始進(jìn)行入軌操作。接下來(lái)的一個(gè)月里，谷神星在黎明號(hào)的視場(chǎng)中變得足夠大，可以拍攝并用于導(dǎo)航了。黎明號(hào)將于2015年3月底或4月初抵達(dá)谷神星（或者更精確地說(shuō)是被谷神星的引力場(chǎng)俘獲）。

黎明號(hào)將在4月底開(kāi)始對(duì)谷神星進(jìn)行第一次全面考察，軌道距離冰封的星球表面大約是8400英里（13500公里）。隨后它將螺旋下降到大約2750英里（4430公里）的高度，在科學(xué)勘察軌道上獲取更多的科研數(shù)據(jù)。這一階段為期22天，目標(biāo)是使用黎明號(hào)的框架照相機(jī)獲取谷神星的全球影像，并使用可見(jiàn)光和紅外測(cè)繪光譜儀（VIR）獲取全球地圖。

NASA的黎明號(hào)探測(cè)器將于2015年3月底4月初開(kāi)始近距離考察矮行星谷神星。大圖與說(shuō)明文字請(qǐng)點(diǎn)擊（圖片提供：NASA/JPL-Caltech）

隨后黎明號(hào)將繼續(xù)螺旋下降到大約920英里（1480公里）的高度，2015年8月，它將開(kāi)始為期兩個(gè)月的新階段，也就是測(cè)繪高軌階段。在此期間，探測(cè)器將繼續(xù)使用VIR與框架照相機(jī)以高于勘察模式的分辨率獲取準(zhǔn)全球地圖。探測(cè)器還將拍攝“立體”照片，以展現(xiàn)地表的三維結(jié)構(gòu)。

在螺旋下降兩個(gè)月之后，黎明號(hào)將在11月底進(jìn)入圍繞谷神星最低的軌道，高度大約是233英里（375公里）。這段測(cè)繪低軌之舞將是一段冗長(zhǎng)的華爾茲，為期3個(gè)月，專門用于使用黎明號(hào)的伽瑪射線和中子探測(cè)器（GRaND）獲取數(shù)據(jù)，并研究星體引力。GRaND將揭示出地表附近的元素蹤跡。引力實(shí)驗(yàn)將測(cè)量這顆矮行星的引力，變化情況由地球上NASA深空網(wǎng)的高精度無(wú)線電聯(lián)系監(jiān)控。

在測(cè)繪低軌上，黎明號(hào)將使用工程師稱為“混合”模式的指向方式，由于該方式結(jié)合了反作用輪與推進(jìn)器二者來(lái)控制探測(cè)器指向，故有此名。在最后一個(gè)考察階段之前，黎明號(hào)只使用小型推進(jìn)器來(lái)控制方位和指向，它們所消耗的燃料是肼。雖然可以單純使用推進(jìn)器來(lái)探索谷神星，但任務(wù)管理者希望能節(jié)約寶貴的燃料。在高度最低的軌道上，使用兩個(gè)反作用輪來(lái)幫助指向探測(cè)器可以最大程度上節(jié)約肼的使用。因此黎明號(hào)將轉(zhuǎn)起兩臺(tái)陀螺儀式的儀器，以協(xié)助推進(jìn)器工作。

這張插圖展示了NASA的黎明號(hào)探測(cè)器從2007年發(fā)射一直到2015年初抵達(dá)矮行星谷神星的探測(cè)計(jì)劃。大圖與說(shuō)明文字請(qǐng)點(diǎn)擊（圖片提供：NASA/JPL-Caltech）

2011年，黎明號(hào)小組準(zhǔn)備了混合模式運(yùn)轉(zhuǎn)的功能，不過(guò)在訪問(wèn)灶神星期間，這并非必需。當(dāng)黎明號(hào)在2012年離開(kāi)灶神星，探測(cè)器上第2個(gè)（共4個(gè)）反作用輪出現(xiàn)了過(guò)量摩擦之后，任務(wù)管理者才決定在造訪谷神星時(shí)使用混合模式。為了驗(yàn)證這一技術(shù)，黎明號(hào)的工程師完成了一次為期27小時(shí)的飛行測(cè)試，測(cè)試已于11月13日結(jié)束。探測(cè)器的運(yùn)轉(zhuǎn)與預(yù)期相符。

JPL的黎明號(hào)首席工程師兼任務(wù)負(fù)責(zé)人馬克·雷曼（Marc Rayman）說(shuō)：“這一控制探測(cè)器方位的新技術(shù)的成功測(cè)試讓我們對(duì)谷神星任務(wù)的成功大有信心，這讓我們可以非常接近一個(gè)曾經(jīng)只是群星中模糊光點(diǎn)的星球?！?/p>

當(dāng)然，任務(wù)計(jì)劃者已經(jīng)為時(shí)間表留出了一些額外的時(shí)間，來(lái)應(yīng)對(duì)距離太陽(yáng)如此遙遠(yuǎn)處（陽(yáng)光非常暗淡）太陽(yáng)能電池板效率小小的不確定性。太陽(yáng)能電池板除了為探測(cè)器及其儀器提供工作電力以外，還要為離子引擎推進(jìn)系統(tǒng)提供電力。任務(wù)計(jì)劃者還考慮了谷神星引力場(chǎng)可能的變化，直到黎明號(hào)對(duì)其進(jìn)行測(cè)量之前，它無(wú)法為人精確獲知。

雷曼說(shuō)：“當(dāng)我們抵達(dá)谷神星后，我們希望情況有所改變，幸運(yùn)的是，我們建造了一架能干的探測(cè)器，并且研發(fā)了靈活的計(jì)劃，以應(yīng)對(duì)未知。意料之外的事情會(huì)帶來(lái)很多興奮，這正是探索活動(dòng)激動(dòng)人心的部分原因。”

從12月27日起，黎明號(hào)與谷神星的距離要近于灶神星。

加州大學(xué)洛杉磯分校的黎明號(hào)首席研究員克里斯托弗·拉塞爾（Christopher Russell）說(shuō)：“這次轉(zhuǎn)變讓我們渴望能了解到當(dāng)我們接近谷神星這個(gè)遠(yuǎn)古巨型冰質(zhì)星球的時(shí)候，它會(huì)展示給我們什么東西。雖然與NASA試圖派遣人類登陸的候選小行星相比谷神星要大得多，許多那些小型天體都是同較大小行星如谷神星和灶神星碰撞形成的。如果能確定與谷神星碰撞產(chǎn)生的小行星的本質(zhì)，將是非常有趣的。這可能與灶神星碰撞產(chǎn)生的小型巖石小行星存在很大區(qū)別。”

黎明號(hào)探測(cè)器由JPL為華盛頓的NASA科學(xué)任務(wù)理事會(huì)管理。黎明號(hào)是阿拉巴馬州亨茨維爾（Huntsville）NASA馬歇爾太空飛行中心為理事會(huì)管理的發(fā)現(xiàn)（Discovery）計(jì)劃的一部分。加州大學(xué)洛杉磯分校負(fù)責(zé)黎明探測(cè)器的全局科研。弗吉尼亞州杜勒斯（Dulles）的軌道科學(xué)公司（Orbital Sciences Corp）設(shè)計(jì)并建造了探測(cè)器。德國(guó)航空航天中心、馬普太陽(yáng)系研究所、意大利空間局以及意大利國(guó)家天體物理研究所是該計(jì)劃小組的國(guó)際合作伙伴。帕薩迪那的加州理工學(xué)院為NASA管理著JPL。

更多關(guān)于在谷神星使用混合模式的信息請(qǐng)閱讀雷曼的黎明號(hào)日志找到。

更多關(guān)于黎明號(hào)的信息請(qǐng)?jiān)L問(wèn)http://www./dawn與http://dawn.jpl.。