飛掠瑪蒂爾德

6 月 27 日，近地小行星會合（NEAR）航天器以每小時約 36,000 公里的速度飛掠了一顆名為瑪蒂爾德的小行星，該小行星遠在火星軌道之外。這只是通往另一顆小行星愛神星的漫長旅程中的短暫相遇。但 NEAR 充分利用了這次機會：在短短的 25 分鐘內，它拍攝了 534 張瑪蒂爾德的影像。在其最近點，探測器僅在距離小行星 1200 公里（750 英里）的地方飛過。

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立即湧入約翰斯·霍普金斯大學應用物理實驗室（負責任務操作）的照片提供了迄今為止對處於原始狀態的小行星的最接近的觀測。（隕石很可能是小行星的碎片，並提供了一些關於它們的資訊，但它們在到達地球表面時已經破碎並被加熱。）透過結合無線電跟蹤和成像資料，以及基於地球的雷達技術，研究人員將首次準確測量小行星的整體密度。“整體密度將提供有關小行星如何形成的線索，以及它是整體結構還是較小碎片的集合，”美國國家航空航天局噴氣推進實驗室的唐納德·K·耶曼斯說，他是無線電科學實驗的負責人。

小行星引起了科學家的興趣，因為它們是大約 46 億年前太陽系形成時遺留下來的。其中一些還會與地球相交，偶爾會導致劇烈的撞擊。大多數小行星都聚集在火星和木星軌道之間的巨大、甜甜圈狀的“帶”中，儘管其他小行星會偏離到水星軌道內和外太陽系深處。一個小天體甚至與地球同步繞太陽執行，使其成為一種第二個月球。

到目前為止，天文學家已經發現了 7,000 多顆小行星，每年還會發現數百顆。穀神星是已知最大的小行星，直徑為 914 公里，但絕大多數小行星都要小得多。已知直徑大於 200 公里的小行星只有 26 顆。總而言之，可能存在數十萬個這樣的天體，其中大多數太小而無法從地球上看到。科學家估計，所有小行星的總質量相當於一個直徑約為 1,500 公里（約 900 英里）的固體天體，不到月球直徑的一半。

直到幾年前，甚至沒有人知道小行星是什麼樣子。然後，伽利略航天器拍攝了兩顆位於主帶中的天體的照片——加斯普拉和艾達。這兩顆都是“S 型”天體，這意味著它們的成分是石質的。

現在輪到瑪蒂爾德了。這顆飛行的岩石於 1885 年被發現，據信是為了紀念當時擔任巴黎天文臺副臺長的天文學家莫里茨·洛伊的妻子而命名的。當 1995 年宣佈 NEAR 飛掠時，研究人員隨後開始了一項速成研究課程，為最近的相遇做準備。對小行星亮度變化的觀測表明，它的自轉週期異常長，為 418 小時，或約 17 天。利用紅外天文衛星獲得的資料，天文學家確定瑪蒂爾德的直徑約為 61 公里（38 英里），明顯大於加斯普拉（16 公里）或艾達（33 公里）。

與迄今為止訪問過的其他小行星不同，瑪蒂爾德是一顆碳質或 C 型小行星。碳質小行星棲息在小行星帶的外圍區域，佔已知小行星的 75% 以上。如果除去氫、氦和其他揮發物或容易汽化的元素，它們的成分與太陽大致相似。據認為，C 型小行星包含內太陽系中最原始（即，與其初始狀態保持不變）的物質。瑪蒂爾德是已知最暗的天體之一，僅反射 4% 的入射光。

康奈爾大學的約瑟夫·韋弗卡是 NEAR 科研團隊的負責人之一，他將瑪蒂爾德描述為“一顆由富含碳的岩石製成的黑色小行星，許多人認為它是小行星帶中殘留的最原始的物質。”他指出，“這種物質從未被航天器近距離研究過。”NEAR 返回的影像將揭示這一天文遺蹟的形狀、紋理和顏色。

NEAR 任務是美國國家航空航天局為尋找“更快、更好、更便宜”的方式探索太陽系而不斷努力的一部分。它是計劃中的一系列創新、相對便宜的探索任務中的第一個。該航天器的完成費用低於 1.5 億美元的預算上限。

在飛掠瑪蒂爾德之後，NEAR 將返回地球，為它的主要活動做準備。1998 年 1 月繞太陽進行一次大範圍的“彈弓”重力輔助，將使 NEAR 進入一個軌道，該軌道將使其於 1999 年 1 月 10 日最終與愛神星相遇。愛神星以希臘愛神的名字命名，是一個奇怪的細長天體，其最長尺寸寬 35 公里。它引起了特別的關注，因為它是最大的“近地小行星”之一，這些天體的軌道會危險地接近家園。

NEAR 與愛神星的相遇將比航天器與瑪蒂爾德的短暫邂逅更加親密。在一年多的時間裡，NEAR 將繞愛神星執行，並從低至 24 公里（15 英里）的高度研究其表面。探測器將於 2000 年 2 月 6 日結束任務，大膽地受控著陸到愛神星表面。