太空探索：美國宇航局的曙光遺產，其任務即將結束？
藝術家的概念NASA的黎明宇宙飛船軌道矮行星Ceres。圖片來源：NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA。
美國宇航局的黎明任務在經歷了11年的行星科學研究新領域，收集令人驚歎的圖像，並進行前所未有的航天器工程壯舉後即將結束。
Dawn的任務被延長了幾次，超出了科學家對探測兩顆行星狀天體Ceres和Vesta的期望，這些天體佔主要小行星帶質量的45％。現在，宇宙飛船即將耗盡關鍵燃料——肼。當這種情況發生時，很可能在9月中旬到10月中旬之間，黎明將失去與地球溝通的能力。數十年來，它將一直保持在Ceres周圍的無聲軌道上。
華盛頓美國宇航局總部行星科學部代理主任洛瑞·格拉茲說：“雖然看到黎明離開我們的使命家庭會感到悲傷，但我們為其眾多成就感到非常自豪。” “這個宇宙飛船不僅在這兩個小而重要的世界中解開了科學秘密，它還是第一個在任務期間訪問兩個外星人目的地並在其軌道上運行的宇宙飛船。黎明的科學和工程成就將貫穿歷史。”
當Dawn於2007年9月從佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地發射時，他們綁在Delta II-Heavy火箭上，科學家和工程師對Ceres和Vesta的樣子有所瞭解。由於地面和太空望遠鏡，包括美國宇航局的哈勃太空望遠鏡，火星和木星之間的小行星帶中的物體是可見的 - 但即使是最好的照片也是模糊的。
從2011年到2012年，Dawn席捲了Vesta，拍攝的照片超出了每個人的想象——隕石坑，峽谷甚至山脈。然後在2015年的Ceres上，Dawn向我們展示了一個冰冷的火山和神秘的亮點，科學家們後來發現這些亮點可能是由Ceres內部暴露的鹽水所產生的鹽沉積物。通過Dawn的眼睛，這些亮點特別令人驚歎，像鑽石散落在矮行星表面一樣發光。
美國宇航局位於加利福尼亞州帕薩迪納的噴氣推進實驗室的Marc Rayman表示，“Dawn的遺產在於探索了內太陽系中最後未知的兩個世界。”他擔任Dawn的任務總監和首席工程師。“黎明向我們展示了外星世界，兩個世紀以來，它們只是星光中的光點。它產生了這些豐富細緻，親密的肖像畫，展現了與我們見過的任何東西不同的異國情調，神秘的風景。”
工程專業！
黎明是唯一一個繞小行星帶運行的宇宙飛船。它是唯一一個繞兩個外星人目的地運行的航天器。離子推進是科幻小說愛好者和太空愛好者所熟悉的極其高效的推進系統，這些壯舉是可能的。Dawn突破了系統能力和耐力的極限，展示了其他旨在訪問多個目的地的任務的有用性。
受到離子推進的推動，Dawn於2011年到達了Vesta，並在軌道運行14個月內從地面到核心進行了調查。2012年，工程師將Dawn從軌道上移開並通過小行星帶將其引導了兩年多，然後將其插入到矮星行星Ceres周圍的軌道上，該行星自2015年以來一直在收集數據。
進入過去的窗口！
科學家們一直對我們太陽系的早期階段有了新的認識，實現了黎明的目標。該任務的目的是為了更多地瞭解太陽系的曙光。它針對的是Ceres和Vesta，因為它們起著時間膠囊的作用，是我們歷史上最早的倖存者。兩人交付，讓科學家深入瞭解太陽系的原始構建模塊。
“Vesta和Ceres各自講述了他們如何以及在何處形成的故事，以及他們如何進化 - 一個火熱的岩漿歷史導致了岩石的灶神星和更加涼爽，水資源豐富的歷史，導致古老的海洋世界Ceres，”卡羅爾說。 JPL的雷蒙德，黎明任務的首席調查員。“這些寶庫信息將繼續幫助我們瞭解太陽系中其他未來的機構。”
壯觀的穀神星！
在黎明到來之前，科學家們對Ceres一無所知。雷蒙德想知道他們是否會發現Ceres覆蓋著光滑，年輕的表面 - 一個帶有冰凍外殼的巨大母球。相反，他們發現矮行星穿著舊海洋的化學成分。“我們發現的是完全令人興奮的。塞雷斯的歷史只是在其表面上展開，”她說。
一些令人眼花繚亂的亮點竟然是明亮的鹹沉積物，主要由碳酸鈉組成，在地殼內部或下方的泥沙中進入地表。
這一發現強化了這樣一種觀點，即矮行星，不僅僅是像土衛二和歐羅巴這樣的冰冷的衛星，可能在它們的歷史中曾經擁有海洋 - 而且可能仍然存在。黎明數據的分析表明，在穀神星的表面下可能仍然存在液體，並且一些地區相對最近具有地質活性，從深水庫進水。
Dawn在Ceres上最大的一個亮點就是Ernutet Crater地區。發現有機分子豐富。有機物是生命的基石之一，儘管Dawn的數據無法確定Ceres的有機物是否是由生物過程形成的。
“有越來越多的證據表明，Ernutet的有機物來自Ceres的內部，在這種情況下，它們可能已經在早期的內陸海洋中存在了一段時間，”Dawn的項目科學家兼JPL的副首席研究員Julie Castillo-Rogez說。
充滿活力的灶神星！
在Vesta，Dawn對早期太陽系的調查發現了一個可以審訊的45億年前的證人。黎明繪製了類似行星世界的隕石坑，並發現它的北半球經歷了比預期更大的影響，這表明小行星帶早期的大型物體比科學家們想象的要多。
灶神星也有其他驚喜。雖然它在技術上被歸類為小行星，但這個標籤掩蓋了黎明所揭示的豐富多變的地形，以及維斯塔所經歷的類似行星的過程。哈勃在一個名為Rheasilvia的巨大盆地的中心傳遞了一座山的圖像。黎明的測繪顯示它的高度是山的兩倍。珠穆朗瑪峰，它揭示了與大峽谷相媲美的峽谷。黎明還證實維斯塔是一個非常普遍的隕石家族的來源。
現在，接近黎明在Ceres的第二次延長任務結束時，該航天器繼續收集高分辨率圖像，伽馬射線和中子譜，紅外光譜和重力數據。幾乎每天一次，它將超過Ceres從其表面大約22英里（35公里）處俯衝 - 僅約為客機高度的三倍 - 收集有價值的數據，直到它消耗最後一個用於控制其方向的推進器的肼。Dawn的反應輪在任務早期失敗，使其嚴重依賴於這種關鍵燃料。當Dawn在接下來的一兩個月內耗盡時，宇宙飛船將失去與地球通信的能力，但它絕不會撞到Ceres。
由於Ceres對研究可導致生命發展的化學的科學家感興趣，因此美國宇航局遵循嚴格的行星保護協議來處理黎明宇宙飛船。與卡西尼不同，卡西尼故意投入土星的大氣層以保護系統免受汙染 - 黎明將留在沒有大氣層的塞雷斯周圍的軌道上。工程師們設計了Dawn的最終軌道，以確保它不會在至少20年內崩潰 - 甚至可能持續數十年。雷曼領導的團隊在整個任務期間飛到黎明並進入最後的軌道，他喜歡以這種方式思考黎明的結局：作為“人類創造力和獨創性的惰性天體紀念碑。”
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