美國太空總署”露西”號太空船成功完成首次小行星飛越任務
運行團隊已經確認,美國國家航空暨太空總署的”露西”飛船在與主帶小行星”丁基內什”相遇後,已經”打電話回家”。根據收到的訊息,團隊確定飛船健康狀況良好,並已命令飛船開始下傳在與遭遇期間收集到的數據。這次相遇期間收集到的所有數據需要一週的時間才能下傳到地球。研究小組期待看到太空船在首次高速遭遇小行星的飛行測試中的表現。
美國國家航空暨太空總署(NASA)的露西號任務於2021 年10 月16 日發射升空,首次對特洛伊小行星進行偵察,特洛伊小行星是與木星同步運行的原始小行星群。在這幅藝術家的概念圖(不按比例)中,露西號太空船正飛過Eurybates,這是將要研究的六顆種類繁多、具有重要科學意義的三劍客之一。圖片來源:西南研究所
“丁基內什”是一顆小型內主帶小行星,比木星特洛伊小行星小10 到100 倍,而木星特洛伊小行星是這次任務的主要目標。與”丁基內什”的相遇是對太空船終端追蹤系統的首次飛行測試。
「露西」最近的接近發生在美國東部時間下午12:54(世界協調時16:54),距離”丁基內什”不到270英里(430公里)。然而,由於露西號以10,000 英里/小時(4.5 公里/秒)的速度飛馳而過,遺憾的是沒有太多時間在這個距離上觀察這顆小行星。
此圖顯示了NASA 露西號太空船及其儀器指向平台(IPP)在與小行星”丁基內什”相遇時的預期運動。太空船的終端追蹤系統旨在主動監測”丁基內什”的位置,使太空船和IPP 能夠自主移動,以便在整個相遇過程中觀測小行星。黃色、藍色和灰色箭頭分別表示太陽、地球和丁基尼斯的方向。紅色箭頭表示太空船的移動。圖片來源:NASA/Goddard/SwRI
最接近前兩小時,太空船和容納露西科學儀器的旋轉平台(儀器指向平台)被指令進入相遇配置。在此之後,太空船的高增益天線指向遠離地球的方向,在相遇的剩餘時間裡,太空船無法返回資料。
此後不久,”露西”號上的高解析度灰階相機”L’LORRI”開始每隔15 分鐘拍攝一系列影像(”L’LORRI”是”露西”號遠端偵察成像儀的簡稱,由約翰-霍普金斯應用物理實驗室提供)。自從9 月初研究小組開始使用L’LORRI 儀器協助太空船導航以來,L’LORRI 就一直能看到丁基內什這個光點。根據研究小組估計,在不到2 萬英里(3 萬公里)的距離上,”丁基尼希”可能只有幾個像素大小,只能被照相機勉強分辨出來。
該動畫展示了NASA 露西號太空船及其儀器指向平台(IPP)在與小行星丁基內什相遇時的預期運動。太空船的終端追蹤系統旨在主動監測”丁基內什”的位置,使太空船和IPP能夠自主移動,以便在整個相遇過程中觀測小行星。資料來源:NASA/Goddard/SwRI
此外,露西號的熱紅外線儀器L’TES也開始收集數據。L’TES(正式名稱為”露西熱發射光譜儀”,由亞利桑那州立大學提供)並不是為觀測像”丁基內什”這樣小的小行星而設計的,因此研究小組很想知道L’TES是否能夠在相遇期間探測到這顆小行星並測量其溫度。
在最接近前一小時,太空船開始使用機載終端追蹤系統主動追蹤”丁基內什”。太空船使用T2Cam(終端追蹤相機,由馬林太空科學系統公司提供)重複拍攝小行星的圖像。在距離小行星最近的幾分鐘內,該系統可根據需要自動調整太空船及其儀器指向平台的方向,以保持小行星位於相機視野的中心。測試這個系統是這次相遇的主要目的。
在最近接近前十分鐘,太空船接到指令,開始使用L’LORRI 儀器進行”最近接近成像”。在這些以三種不同曝光時間、每15 秒拍攝一次的影像中,小行星將有數百個像素的寬度,使研究小組能夠以前所未有的視角觀察這顆直徑估計不到半英里(1 公里)的主帶小行星。
“露西”一直等到最接近前約六分鐘才開始用它的彩色成像儀(多光譜可見光成像相機,MVIC)和紅外光譜儀(線性埃塔隆成像光譜陣列,LEISA)採集數據,這兩個儀器共同組成了”拉爾夫”儀器(由位於馬裡蘭州格林貝爾特的美國宇航局戈達德太空飛行中心提供)。
在最近接近約六分鐘後,L’Ralph 停止採集數據,露西號結束了最近接近觀測。此時,太空船已經飛過小行星近1700 英里(2700 公里)。隨後,”露西”號開始了一個被稱為”迴轉”的機動動作,在這個動作中,它重新調整了太陽電池陣列的方向,使其朝向太陽,而儀器指向平台則在飛船離開時繼續自主追蹤小行星。這項動作設計為緩慢進行,以盡量減少太空船在移動其大型太陽能電池陣列時的振動。在整個過程中,L’LORRI 對Dinkinesh 進行了成像,以監測太空船的穩定性。
當太空船距離小行星超過8,000 英里(13,000 公里)時,”露西”號停止了對”丁基尼斯”位置的主動追蹤。從那時起,研究團隊預計太空船的攝影機就能看到這顆小行星,而無需重新定位太空船或儀器。
最近接近兩小時後,L’TES 儀器被指示停止採集數據。L’LORRI 將繼續定期觀測小行星四天,以監測小行星的光變曲線。
一旦”露西”將其高增益天線轉回地球方向,它將能夠恢復通信,每個方向的光程延遲時間約為30 分鐘。研究小組在最近的兩小時內收到了太空船發出的第一個訊號。在對太空船的健康和安全進行評估後,研究小組命令太空船開始下行鏈路傳輸在相遇期間獲得的資料。所有數據將在一周內透過美國宇航局的深空網絡傳回地球。