美國宇航局“靈神星”任務發射升空，探索神秘的金屬小行星

在火星和木星之間的小行星帶深處，存在一顆奇異的、富含金屬的小行星，它與我們之前見過的任何天體都不同。這顆被稱為“靈神星”的獨特天體，可能會為研究人員提供一片真正奇異的景觀去探索——這片景觀可能會為我們提供關於太陽系起源，甚至地球最偏遠區域的新見解：我們星球上神秘莫測、無法觸及的地核。

現在，最終，得益於新發射的同名美國宇航局任務，研究人員離揭示“靈神星”的秘密又近了一步。“靈神星”探測器於週五早上在SpaceX獵鷹重型火箭的頂部，從該機構位於佛羅里達州的肯尼迪航天中心發射升空。隨著這次發射，該航天器結束了在地球上充滿波折的停留，開始了為期八年的任務，註定要揭示關於這顆神秘金屬太空岩石的無數驚喜。可以毫不誇張地說，科學家們對“靈神星”感到非常興奮。

“坐在任務操作控制檯，看著你的航天器在火箭上發射升空，這真是一生中難得的激動時刻，”亞利桑那州立大學的行星科學家，同時也是該任務的首席研究員琳迪·埃爾金斯-坦頓說。“發射後的那一刻，當我們建立通訊，航天器電力充足，並且熱穩定——那是令人興奮得跳起來尖叫的時刻。”

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獵鷹重型火箭於當地時間上午 10:19 從發射臺轟鳴升空；不到五分鐘後，它就穿過了地球大氣層動盪不安的空氣動力學區域，脫落了包裹著星際有效載荷的保護整流罩。發射後近一個小時，以及獵鷹重型火箭二級發動機隨後進行的兩分鐘燃燒後，“靈神星”與助推器分離，開始了它在太空中的孤獨航程。該航天器還發送了初始訊號，表明一切順利。*

在接下來的一個或兩個小時內，該航天器將展開其兩個十字形太陽能電池陣列，調整自身相對於太陽的方向，並與地球上的任務控制中心建立聯絡。這些步驟標誌著為期 100 天的初始檢查期的開始，以確立“靈神星”在太空中的狀態。

此次發射標誌著美國宇航局依靠強大的獵鷹重型火箭進行的三項關鍵科學飛行任務中的首次，獵鷹重型火箭於 2018 年首次亮相。獵鷹重型火箭是 SpaceX 公司主力獵鷹 9 號運載火箭的三助推器變體。明年，美國宇航局的歐羅巴快帆號探測器預計將搭乘獵鷹重型火箭發射升空，執行探索木星冰冷且具有天體生物學意義的衛星歐羅巴的任務。獵鷹重型火箭還計劃在 2027 年發射美國宇航局的南希·格雷斯·羅曼太空望遠鏡。

今天的發射結束了“靈神星”任務在地球上充滿挑戰的開端。該航天器最初計劃在 2022 年 8 月開啟的視窗期發射，但在原定時間的幾個月前，美國宇航局宣佈，由於航天器的導航軟體問題，該任務無法在當年發射。“靈神星”被迫接受機構級別的審查，原則上，這可能導致任務取消。

相反，審查提出了建議，幫助“靈神星”重回正軌，儘管該任務在 2023 年為期三週的發射視窗期開放前約一週，又遭受了一次輕微的延誤，當時美國宇航局宣佈，由於氮氣推進器出現問題，該航天器將錯過第一週的發射機會。發射還因惡劣天氣而面臨一天的延誤。

但令任務團隊欣慰的是，“靈神星”現在開始了為期六年的太陽系巡航之旅，前往小行星帶，這為團隊提供了充足的時間來測試航天器儀器，並微調現場操作計劃。在飛行的前兩年，“靈神星”還將搭載深空光學通訊實驗，這是一個獨立的專案，旨在測試深空雷射通訊技術。巡航過程中的一個亮點將出現在 2026 年，屆時航天器將飛越火星以提高速度，並在飛越過程中將其儀器轉向這顆紅色星球。

抵達後，“靈神星”航天器將開始工作。它將使用一對雙攝像頭拍攝同名小行星的表面，使用光譜儀分析其化學成分，使用磁力計尋找古代磁場的跡象，並使用無線電通訊系統繪製天體的重力圖——這將使科學家能夠遠端探測其隱藏的地下結構。

科學家們希望研究結果能夠解開關於小行星“靈神星”的最大謎團：它究竟是什麼。目前，天文學家只對其軌道、大小和形狀感到有把握——以及它的密度和表面都與金屬成分相符，這種金屬成分比典型的太空岩石（例如美國宇航局的“奧西里斯-REx”任務剛剛送回地球的那些）要豐富得多。

但這幾乎是任何人都可以自信地談論“靈神星”的一切——而神秘感正是該任務的魅力所在。“我們研究的很多事物都是種群的一部分，”埃爾金斯-坦頓說。“我們沒有‘靈神星’的種群。甚至沒有很多與它相似的天體，而且它是唯一一個大的，所以它是獨一無二的。因此，它可能來自一個不尋常的過程，只創造了它這一個。”

科學家們對“靈神星”的知識匱乏，但他們用大量的假設來彌補。在這些假設中，任務人員承認他們最喜歡的假設是，“靈神星”形成於一顆微型類行星天體的金屬核心，然後透過一場真正天崩地裂的碰撞失去了大部分岩石外層。如果這確實是“靈神星”的故事，那麼研究這顆奇異的小行星將為科學家們提供首次窺探地球和其他岩石行星內部深處無法接近的重金屬核心的機會。

“我們基本上無法接觸到任何事物的核心，”加州理工學院的行星天文學家凱瑟琳·德克萊爾說，她沒有參與“靈神星”任務。“我們無法直接觀測地球的核心。我們無法直接觀測任何其他行星的核心。一切都是間接推斷。”

關於“靈神星”的奇異之處的另一種潛在解釋是，這顆小行星形成於靠近太陽的地方，那裡的高溫會使金屬凝固並持續存在，而岩石仍然是熔融狀態並以某種方式被剝離。某種軌道重組——可能由木星和土星的引力影響驅動，人們認為它們在早期太陽系中“興風作浪”——然後一定將這個金屬天體帶到了小行星帶。

或者，這個神秘的天體可能是由一些完全不同的其他過程創造的。在任務科學家的眼中，沒有壞的答案。“即使這不是一顆古代星子的核心，在那個新的‘其他’假設中，它仍然是非常有趣和不同的東西，是我們以前從未近距離觀察過的一種天體，”亞利桑那州立大學的行星科學家，同時也是“靈神星”任務的成像負責人吉姆·貝爾說。“如果[小行星]不是核心，任務也不會失敗。我們仍然會學到一些非常非常有趣的東西。”

這種期待已久的新奇事物很可能在航天器抵達其異世界目的地時立即顯現出來。美國宇航局以前只訪問過岩石和冰冷的世界——從未訪問過重金屬世界，在那裡，我們熟悉的地質過程可能會以非常奇異的方式展開。

一個問題是，“靈神星”是否曾經蘊藏著火山活動，熔融金屬熔岩從世界閃亮表面的裂縫中滲出。實驗室實驗表明，這種流動會形成低矮、交織的複雜通道——儘管科學家們還不能確定。

“這有一些很大的注意事項，因為我們所做的那些實驗是在地球上進行的，”北卡羅來納州立大學的火山學家阿里安娜·索爾達蒂說，她沒有參與“靈神星”任務，但參與了試圖在地球上覆制金屬熔岩流的研究。“目前尚不清楚這在‘靈神星’上會是什麼樣子，那裡的條件完全不同。”

科學家們更有信心他們會發現撞擊坑，與地球飽受撞擊的月球等岩石表面相比，撞擊坑在金屬世界上也可能看起來有所不同。實驗室實驗表明，“靈神星”的隕石坑周圍可能環繞著金屬液滴形成的尖刺狀冠冕，這些液滴在從表面濺起時凍結。——儘管同樣，事先無法得知航天器將揭示什麼。

“去一個我們不太瞭解的地方真是太有趣了，”埃爾金斯-坦頓說。“我們已經有點習慣去我們[更]瞭解的地方了。”

*編者注（2023年10月13日）：本段在釋出後進行了更新，以反映航天器已成功與火箭分離。