《大众科学》的读者们都知道,谷神星很可能是一颗能摧毁行星的死星。我们希望能近距离观察这颗矮行星可能拥有的超级激光,因为NASA的“黎明号”任务已于3月6日进入其轨道。但到目前为止,我们还没有看到任何谷神星的近距离照片,而且原因很简单:探测器“黎明号”已经加入了黑暗的一面。不是那个黑暗的一面——只是这颗小矮行星的黑暗一面。
抛开《星球大战》的玩笑不谈,互联网的地下传闻称,我们之所以没有看到谷神星的最新照片,是因为NASA试图隐藏外星生命的证据。这有很多原因都说不通,其中最不济的是NASA科学家们多年前就计划了这个暂时的信息中断期。我们采访了“黎明号”任务科学家马克·雷曼,他解释说这都与探测器前往小行星带的奇特路径有关。
“这是从我们当时绕太阳运行的地方,到我们想要到达的绕谷神星运行的最快路线,”雷曼说。“这只是‘黎明号’进入轨道过程中令人惊叹的特技表演的一部分。”
为了更好地解释,我做了一个方便的(简化)图
“黎明号”于2007年从地球发射。在其逆时针螺旋轨迹(图中用红色表示)上,探测器逐渐远离太阳,飞过了火星的轨道。本月,“黎明号”终于追上了位于木星和火星之间小行星带的谷神星。探测器与这颗矮行星并驾齐驱,谷神星也绕太阳逆时针运行。从图中可以看到,继续“黎明号”的逆时针轨迹会让探测器绕到谷神星背离太阳的一面。那里并没有多少好的拍照机会。而且它将一直处于黑暗的一面,直到下个月。
通常情况下,“黎明号”从谷神星的黑暗面前往光明面不会花费这么长的时间。然而,“黎明号”急于赶到谷神星,而且速度非常快。尽管引力和引擎制动减缓了探测器的速度,但在谷神星从38000英里外捕获探测器并将其纳入引力范围后,它仍然在原来的方向上飞行了一小段时间。由于飞船的动量,“黎明号”正以一个高海拔、略微椭圆的轨道绕谷神星运行。在更高的海拔,探测器需要绕着这颗行星画一个更大的圆圈,所以最终的行程会更长。高海拔还会减慢探测器的速度,因为引力的影响会随着距离的增加而减弱。例如,月球以大约每小时2300英里的速度绕地球运行,而近地轨道卫星则以大约每小时17000英里的速度运行。
4月份,“黎明号”将进入一个更低、更快的轨道,高度约为8400英里。在这个高度,探测器绕谷神星一周需要15天,而由于谷神星有一半处于黑暗中,所以这段轨道周期的一半(7.5天)将在黑暗中度过。但是,随着“黎明号”在接下来的几个月里越来越近,它将以更快的速度绕行星运行,它在黑暗区域停留的时间将缩短,但会更频繁。
“黎明号”将于4月初发回下一批快照。届时它仍然处于黑暗的一面,但将快速接近光明面——因此我们将能看到一条狭窄的光照月牙,类似于上面的照片,这是“黎明号”在进入谷神星轨道前拍摄的。4月底将有更好的照片,届时“黎明号”将进入那个8400英里高的高度轨道,并开始绘制这颗行星的表面地图。从这个距离看,谷神星的大小约等于从10英尺外看一个足球,但照片将比上面的谷神星/死星gif好三倍。
届时,照片将只会越来越清晰。到今年年底,“黎明号”将以距离谷神星仅230英里的高度运行,照片将比我们目前看到的所有照片都好100倍。
更正 2015年3月23日:本文的早期版本错误地将月球的轨道速度陈述为每小时1000英里。实际上,月球的运行速度约为每小时2300英里。我们对此错误表示歉意。