美国宇航局"露西"号飞船成功完成首次小行星飞越任务

美国国家航空航天局（NASA）的露西号任务于 2021 年 10 月 16 日发射升空，首次对特洛伊小行星进行侦察，特洛伊小行星是与木星同步运行的原始小行星群。在这幅艺术家的概念图（不按比例）中，露西号航天器正飞过Eurybates，这是将要研究的六颗种类繁多、具有重要科学意义的三剑客之一。图片来源：西南研究所

"丁基内什"是一颗小型内主带小行星，比木星特洛伊小行星小 10 到 100 倍，而木星特洛伊小行星是这次任务的主要目标。与"丁基内什"的相遇是对航天器终端跟踪系统的首次飞行测试。

"露西"的最近接近发生在美国东部时间下午12:54（世界协调时16:54），距离"丁基内什"不到270英里（430公里）。然而，由于露西号以 10,000 英里/小时（4.5 公里/秒）的速度飞驰而过，遗憾的是在这个距离上没有太多时间观察这颗小行星。

该图显示了 NASA 露西号航天器及其仪器指向平台（IPP）在与小行星"丁基内什"相遇时的预期运动。航天器的终端跟踪系统旨在主动监测"丁基内什"的位置，使航天器和 IPP 能够自主移动，以便在整个相遇过程中观测小行星。黄色、蓝色和灰色箭头分别表示太阳、地球和丁基尼斯的方向。红色箭头表示航天器的运动。图片来源：NASA/Goddard/SwRI

最接近前两小时，航天器和容纳露西科学仪器的旋转平台（仪器指向平台）被指令进入相遇配置。在此之后，航天器的高增益天线指向远离地球的方向，在相遇的剩余时间里，航天器无法返回数据。

此后不久，"露西"号上的高分辨率灰度相机"L'LORRI"开始每隔 15 分钟拍摄一系列图像（"L'LORRI"是"露西"号远程侦察成像仪的简称，由约翰-霍普金斯应用物理实验室提供）。自 9 月初研究小组开始使用 L'LORRI 仪器协助航天器导航以来，L'LORRI 就一直能看到丁基内什这个光点。据研究小组估计，在不到 2 万英里（3 万公里）的距离上，"丁基尼希"可能只有几个像素大小，只能被照相机勉强分辨出来。

该动画展示了 NASA 露西号航天器及其仪器指向平台（IPP）在与小行星丁基内什相遇时的预期运动。航天器的终端跟踪系统旨在主动监测"丁基内什"的位置，使航天器和IPP能够自主移动，以便在整个相遇过程中观测小行星。资料来源：NASA/Goddard/SwRI

此外，露西号的热红外仪器L'TES也开始收集数据。L'TES（正式名称为"露西热发射光谱仪"，由亚利桑那州立大学提供）并不是为观测像"丁基内什"这样小的小行星而设计的，因此研究小组很想知道L'TES是否能够在相遇期间探测到这颗小行星并测量其温度。

在最接近前一小时，航天器开始使用机载终端跟踪系统主动跟踪"丁基内什"。航天器使用 T2Cam（终端跟踪相机，由马林空间科学系统公司提供）反复拍摄小行星的图像。在距离小行星最近的几分钟内，该系统可根据需要自动调整航天器及其仪器指向平台的方向，以保持小行星位于相机视场的中心。测试这个系统是这次相遇的主要目的。

在最近接近前十分钟，航天器接到指令，开始使用 L'LORRI 仪器进行"最近接近成像"。在这些以三种不同曝光时间、每 15 秒拍摄一次的图像中，小行星将有几百个像素的宽度，使研究小组能够以前所未有的视角观察这颗直径估计不到半英里（1 公里）的主带小行星。

"露西"一直等到最接近前约六分钟才开始用它的彩色成像仪（多光谱可见光成像相机，MVIC）和红外光谱仪（线性埃塔隆成像光谱阵列，LEISA）采集数据，这两个仪器共同组成了"拉尔夫"仪器（由位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心提供）。

在最近接近约六分钟后，L'Ralph 停止采集数据，露西号结束了最近接近观测。此时，航天器已经飞过小行星近 1700 英里（2700 公里）。随后，"露西"号开始了一个被称为"回转"的机动动作，在这个动作中，它重新调整了太阳电池阵列的方向，使其朝向太阳，而仪器指向平台则在飞船离开时继续自主跟踪小行星。这一动作设计为缓慢进行，以尽量减少航天器在移动其大型太阳能电池阵列时的振动。在整个过程中，L'LORRI 对 Dinkinesh 进行了成像，以监测航天器的稳定性。

当航天器距离小行星超过 8,000 英里（13,000 公里）时，"露西"号停止了对"丁基尼斯"位置的主动跟踪。从那时起，研究小组预计航天器的摄像头就能看到这颗小行星，而无需重新定位航天器或仪器。

最近接近两小时后，L'TES 仪器被指示停止采集数据。L'LORRI 将继续定期观测小行星四天，以监测小行星的光变曲线。

一旦"露西"将其高增益天线转回地球方向，它将能够恢复通信，每个方向的光程延迟时间约为 30 分钟。研究小组在距离最近的两小时内收到了航天器发出的第一个信号。在对航天器的健康和安全进行评估后，研究小组命令航天器开始下行链路传输在相遇期间获取的数据。所有数据将在一周内通过美国宇航局的深空网络传回地球。