露西號任務：探尋太陽系“時間膠囊”的秘密，答案會是什么？

“露西”是一群科學家為1974年出土的古人類化石取的名字。這是一具女性人類祖先的骨架，為研究人類進化史提供了重要線索。而“露西號”就是以這個名字命名的一艘探測器，是由NASA（美國航空航天局）研發(fā)并發(fā)射，長途跋涉前往木星軌道神秘的“特洛伊小行星群”進行探索。

它的任務是了解太陽系和地球等行星的起源，是在更大的格局為太陽系演化史提供線索，因此與祖先“露西”的作用有異曲同工之妙。NASA的科學家們將這艘探測器用了這個名字，就是對露西號寄予了更大的期望。

露西號于2021年10月16日成功發(fā)射踏上漫漫征程，這一路走去，它要在黑暗深空孤獨探索12年。據(jù)NASA宣稱，它的任務是找到太陽系的“時間膠囊”。那么這個“膠囊”是什么樣子，如何尋找呢？我們一起來了解。

先了解什么是特洛伊小行星群/

特洛伊本是古希臘一座城邦，之所以出名，是由于古希臘詩人荷馬在史詩《伊利亞特》中敘述的特洛伊戰(zhàn)爭，其中最著名的就是“特洛伊木馬計”。簡單地說，就是希臘斯巴達王為了報特洛伊王子的奪妻之仇，帶軍隊攻打特洛伊城，但由于特洛伊城很堅固，攻了10年都無法攻下，后來采用“特洛伊木馬計”才一舉成功。

具體做法是希臘軍隊佯裝撤退，留下了一具巨大的木馬拉不走，被特洛伊人當作戰(zhàn)利品拉進城內(nèi)。是夜，一群躲在巨大木馬腹中的希臘勇士，趁特洛伊人為勝利狂歡而放松警惕時，溜出馬腹打開城門，早就埋伏在城外的希臘軍隊一擁而入，一夜功夫就將特洛伊城踏為廢墟。

后來，特洛伊木馬被寓意為“騙局”的象征，現(xiàn)代電腦惡意軟件和病毒也被稱為特洛伊木馬，簡稱“木馬”。

科學家們將行星軌道上的這種小行星，稱為特洛伊小行星，大概就是覺得這些小行星有點像特洛伊木馬計中藏在馬腹中的希臘勇士，一直隱藏在行星同一軌道跟隨著行星運行，某一天也會突然發(fā)難，向行星發(fā)動進攻吧。

特洛伊小行星群的“群”字，說明特洛伊不是一顆小行星，而是一群小行星。最早是在木星軌道發(fā)現(xiàn)這種小行星，它們坐落在木星的拉格朗日點上。所謂拉格朗日點，就是太陽與某顆行星之間的引力平衡點，每顆行星都有五個拉格朗日點，以L1~L5表示。其中L1~L3在兩個天體的連線上，L4和L5在行星公轉(zhuǎn)軌道前后兩側(cè)。

早在1904年，巴納德就可能觀察到了木星軌道的特洛伊小行星，但當時沒有引起重視，因此沒有記錄在案；1906年，德國天文學家馬克斯·沃夫發(fā)現(xiàn)一顆在太陽-木星拉格朗日點L4位置的小行星，將其以伊利亞特劇中的英雄阿喀琉斯命名。

這以后，在日-木拉格朗日點L4和L5發(fā)現(xiàn)的小行星越來越多，人們都跟風采用了荷馬史詩中人物的名字命名，其中以特洛伊戰(zhàn)爭中人物的名字居多，這種小行星就被統(tǒng)稱為特洛伊小行星群。

木星的特洛伊小行星群主要分布在木星的L4和L5兩個點上，坐落在木星軌道前方和后方一個60度角的對稱位置。截止到2007年9月，已經(jīng)確認的木星特洛伊小行星有2239顆，其中1192顆在L4點，1047顆在L5點。

隨著觀測的不斷深入，天文學家們發(fā)現(xiàn)，特洛伊小行星群現(xiàn)象并非木星獨有，如在海王星公轉(zhuǎn)軌道發(fā)現(xiàn)有29顆，火星軌道上也發(fā)現(xiàn)十幾顆，土星的許多衛(wèi)星也處于軌道的拉格朗日點上。這些小行星都與行星共用軌道，與行星處于不遠不近的位置一同圍繞著太陽公轉(zhuǎn)。

現(xiàn)在地球也發(fā)現(xiàn)了2顆這種小行星，一顆是2011年發(fā)現(xiàn)，叫2010TK7；一顆是最近被發(fā)現(xiàn)，叫2020XL5，都處于日地拉格朗日點L4位置。

地球軌道的特洛伊小行星為啥極少呢？事實可能并非如此，而是地球這種小行星更難被發(fā)現(xiàn)。因為在地球上觀察特洛伊小行星，必須用望遠鏡直接盯著太陽才能找到它們，而這類小行星都比較小，反照率很低，在太陽的強光下很難被發(fā)現(xiàn)。

科學家們相信，隨著觀測技術的提升，地球軌道上還將會發(fā)現(xiàn)更多的特洛伊小行星。這些發(fā)現(xiàn)讓科學家們有理由相信，特洛伊小行星現(xiàn)象是行星軌道中的普遍存在，于是，這種類型的小行星不管是在哪顆行星軌道，都被統(tǒng)稱為特洛伊小行星。

為什么特洛伊小行星是太陽系的“時間膠囊”？

所有的行星系統(tǒng)都是圍繞著恒星而誕生的，而恒星的誕生都是起源于巨大星云團（宇宙塵埃）的收縮，收縮的結果就是在核心誕生一顆或多顆恒星，剩余的渣滓就聚合吸附成為行星和各種小天體。在我過去的許多文章中，介紹過宇宙的起源、太陽系的起源、地球的起源以及它們的演化史，這里就不展開說了。

科學研究認為，特洛伊小行星是大行星形成過程剩余的渣滓，很可能是行星、衛(wèi)星形成的基礎。因為這些小行星或衛(wèi)星軌道會攝動不穩(wěn)，有可能會對行星導致威脅。有科學家認為，45億年前撞擊地球的那顆火星般大小的行星，就有可能是隱藏在地球軌道拉格朗日點上，由于軌道攝動而撞向了地球。

科學家們將這顆撞地球的行星稱為“忒伊亞”，它與地球親密接觸的驚天一撞，導致地軸傾斜，形成了23.44度的黃赤交角，從此地球有了一年四季春夏秋冬，而撞起的熔巖和塵埃凝聚成了月球，讓地球有了更大的潮汐。這些變異和條件讓地球陰差陽錯地誕生了生命，才有了今天的你我他。

因此，科學家們認為，這些特洛伊小行星是與太陽和行星形成同一個時期的產(chǎn)物，是太陽系最早的化石，其上面隱藏著太陽系形成的密碼，因此是太陽系的“時間膠囊”。深入分析和了解這類“時間膠囊”，就能夠更清晰地了解太陽系的前世今生。

由此，露西號就應運而生了 ，它肩負起人類探索太陽系、地球以及人類自身從哪里來、未來將到哪里去的重任。當然，這種探索只是人類對宇宙自然整體探索拼圖中的一小塊，未來將千千萬萬次探索的小塊全部拼起來，才能得窺世界和自身的奧秘和全貌。

露西號的具體任務/

這次露西號任務總投資達到9.81億美元，看起來不少，但卻被稱為是NASA歷史上最“摳門”的任務。

這是因為露西號任務十分繁重，它不像以往的小行星探測器，只需要探測一兩顆小行星，而是要先后考察8顆小行星。這樣每一顆小行星的花費就只有1億多美元，因此才被稱為歷史上最便宜的星際探索了。

露西號探測器高度約5米，發(fā)射重量約1550公斤，干重為821公斤，上面攜帶的主要儀器有：熱發(fā)射光譜儀、遠程偵察成像儀、紅外成像光譜儀、多光譜可見光成像相機等，當然還有必備的導航和與地球聯(lián)系的通訊裝置、動力電池等。

露西號的一大特點是裝有兩扇巨大圓形太陽能電池板，展開后總寬度達到14.25米，有效面積達到51平方米。木星特洛伊小行星帶附近的陽光強度不及地球的3%，為了保證露西號的動力要求，才配備了這樣巨大的太陽能裝置。這個太陽能電池板能夠在木星軌道暗弱的陽光下獲得500瓦電力，而露西號只要有82瓦的電力就可保證全部正常需要。

看起來保守系數(shù)很大，但發(fā)射后出現(xiàn)的情況驗證了科學家們的先見之明。

在執(zhí)行任務的12年里，露西號將有三次通過地球引力彈弓效應提速，最終讓自己的時速達到56萬公里，也就是秒速155.6公里。這三次圍繞地球“兜圈子”看起來是讓這個圈子越兜越大，最終圈子大到進入木星軌道，鉆入木星的特洛伊小行星群。

一系列飛掠地球的時間為：第一次2022年10月，第二次2024年12月，第三次2039年12月。實際上在第二次飛掠地球加速后，露西號就會直奔木星軌道了。在2025年4月時，露西號將在奔向木星軌道途中，執(zhí)行第一顆小行星探查任務。

這顆小行星叫Polymele，并非是木星軌道的特洛伊小行星，而是處于火星和木星軌道間的小行星主帶中的一員。Polymele很小，最寬處只有27公里，卻令人驚異的發(fā)現(xiàn)其竟有一顆衛(wèi)星！今年3月27日，露西號團隊發(fā)現(xiàn)了在距離這顆小行星200公里處，有一顆圍繞著其運行的“小月亮”，直徑只有3英里(5公里)左右。

任務團隊非常激動，露西號尚未出手，發(fā)現(xiàn)就開始接踵而來，可以期待，當露西號睜開眼睛看那些越來越近的小行星時，肯定會帶給人類更多的驚喜。

可惜，百密一疏，圍繞著露西號的也并非都是好故事，事實上它一出發(fā)，就遇到了麻煩。據(jù)NASA發(fā)布的消息稱，露西號剛發(fā)射后不久就出現(xiàn)了故障，在展開太陽能電池板時，只有一塊被完全打開并鎖定，另一塊沒有完全展開。

很快，NASA的科學家們找到了電池板故障的根本原因：一根用來拉開電池板的繩子打結了。然后制定了兩個解決方案，即通過遠程遙控修復這個故障。為了萬無一失，需要采用高保真軟件模擬修復過程，確保萬無一失才能展開遙控修復的操作。

修復任務小組在經(jīng)過13次模擬測試后，今年5月和6月間，對露西號慎重地進行了7次修復的努力，最終取得了較為滿意的效果。雖然故障電池板還是沒有完全展開鎖定，但已經(jīng)被重新拉緊了繩子，展開度達到357度，是360度完全展開的99%，可以確保任務不受影響。

現(xiàn)在就靜候任務三步曲的實現(xiàn)：第一步，2025年接近第一顆主帶小行星進行勘察；小試牛刀后，在2027年左右，抵達木星軌道的L4特洛伊小行星群，先后探測其中的4顆預定目標；隨后就開始5年時間漫長的轉(zhuǎn)場，到達L5小行星群，于2033年完成全部小行星考察任務。

12年探索任務完成后，如果露西號還有余力，NASA將會指派給它新的任務。這些距離遙遠的孤膽英雄，是人類最忠實的朋友，從來也不會與人類討價還價。它們的終極使命就是為人類獻身，最終消失在茫茫太空?；蛟S久遠的未來，人類消亡后，它們還在堅守著對人類的承諾，默默為人類的曾經(jīng)存在而作證。

在此，祝愿露西號一路走好，在未來十幾年里不斷給人類帶來新發(fā)現(xiàn)的快樂和驚喜。對此，各位怎么看，歡迎討論點評。

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