喬託號探測器
一、喬託號探測器
喬託號(Giotto)航空器是一艘歐洲空間局所發射的太空船，主要任務是探測哈雷彗星。1985年6月2日發射，1986年3月13日成功以596公里的距離通過哈雷彗星的核心。
（一）簡介
喬託號是為了紀念意大利畫家喬託·迪·邦多納而命名的，他曾在1301年觀測過哈雷彗星，並視為伯利恆之星。
喬託號的外形是一直徑1.8米、高3米的圓柱體，重950千克。飛行8個月後，於1986年3月14日從哈雷彗核中心607公里處掠過，拍攝了1480張彗核照片。照片上顯示的彗核形狀凸凹不平、參差不齊，彗核長15公里、寬8公里，比維加號測得的數據大一些。
（二）任務
美國原打算與喬託號一起發射衛星來探測哈雷彗星，但後來因預算遭削減而取消計劃。美國國家航空航天局計劃使用低軌道上的航天飛機來搭載觀測儀，但因1986年1月發生挑戰者號航天飛機災難而取消。
所以後來計劃由5個衛星來聯合探測哈雷彗星，包括喬託號、蘇聯的維加一號(Vega1)及維加二號(Vega2)、日本的彗星號及先鋒號。在這個計劃中，日本的2顆衛星與美國在1978年發射升空的國際彗星探險者號(International Cometary Explorer)從遠距離來觀測彗星。蘇聯的織女一號及織女二號則負責定位彗核的位置，並傳回相關數據，讓喬託號可以近距離地觀測彗核。因為喬託號非常接近彗核，所以歐空局認為它將會遭受高速彗星粒子的破壞。這次探測哈雷彗星的衛星組合也被稱為
哈雷艦隊。
（三）探測
亞利安一號運載火箭在1985年6月2日從法屬圭亞那庫互(Kourou)將喬託號
發射升空，而位在德國達姆施塔特的歐洲太空控制中心(European Space Operations)負責操控這顆衛星。1、接近哈雷彗星
蘇聯的織女一號在1986年3月4號開始將彗星照片傳回地球，並在3月6日首次觀測到哈雷彗星的彗核。而織女二號也緊接在3月9日飛過哈雷彗星。
喬託號在1986年3月14日成功以600公里的距離通過彗核附近，並在小型彗星粒子的撞擊之下倖存下來。其中一次撞擊讓喬託號的轉動軸發生偏移，所以它的天線無法指向地球，並毀壞了部分儀器。在32分鐘的調整後，喬託號繼續收集有關哈雷彗星的資料。
彗星粒子另一次撞擊喬託號則破壞了彩色相機，不過是發生在喬託號近距離通過彗核，並傳回照片之後。
2、第一次飛掠地球
喬託號的軌道後來為了可以飛掠地球而受到修正，衛星上的儀器則在1986年3月15日世界協調時02:00關閉。
3、接近葛裡格-斯克傑利厄普彗星
喬託號在1990年7月2日再度運作，並藉著地球的引力彈弓接近下一個探測目標。喬託號在1992年7月10日接近葛裡格-斯克傑利厄普彗星(CometGrigg-Skjellerup)，距離僅有200公里。衛星上的儀器則在1992年7月23日再度關閉。
4、第二次飛掠地球
喬託號在1999年第二次飛掠地球，這次並沒讓衛星上的機器再度運作。
（四）發現
科學家從喬託號拍攝的照片得知，哈雷彗星的彗核形狀類似花生，長15公里，寬7至10公里。彗核只有10%的表面有地質活動，至少有3個噴射孔位在面向陽光的那一面。經過分析後得知哈雷彗星約在15億年前形成，所以揮發性的物質(主要是冰)已經凝結成星際彗星粒子。
經過探測得知，哈雷彗星噴射出的物質中有80%是水、10%一氧化碳、2.5%甲烷與氨的混何物，其他則是烴、鐵及鈉。每秒從哈雷彗星噴射出的物質大約有3公噸，分別從7個噴射孔噴發出來，並導致彗星在運行時會晃動。
哈雷彗星的彗核比煤炭還黑，表示它被一層厚實的塵埃所覆蓋。彗核的表面相當粗糙且多孔，整體的密度約0.3公克/立方厘米，估計值則是0.6公克/立方厘米。
由哈雷彗星噴射出的物質大約只有香菸煙霧粒子般大。
（五）成就——四個第一
喬託號是：（1）歷史上距離哈雷彗星最近的探測器。（2）歷史上首次拍攝到彗核照片的探測器。（3）歷史上首艘近距離接觸兩顆彗星的探測器。（4）歷史上從冬眠模式再重新啟動的探測器。
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二、國際彗星探險者探測器
人類第一次近距離觀測彗星，是1985年由NASA的探測器“國際彗星探險者號”完成的。國際彗星探險者探測器，外文名稱International Cometarv Ex-plorer，美國研發，1978年8月發射，原定任務是觀測太陽風，1985年因故改道觀測彗星。
國際彗星探險者探測器
（一）工作歷程
1978年8月，美國發射一顆叫作“國際日地探險者3號”的衛星，當它在太空運行4年之後，便藉助月球重力場的作用，於1983年3月接受考察賈科比尼一津納彗星的使命。1985年9月11日，它進入一條與賈科比尼-津納彗星交會的軌道，成為世界上第一個與彗星會合並穿越彗尾的探測器。因此，後來改名為“國際彗星探險者”號。
（二）發射目的
用於研究彗星的空間探測器。探測彗星的本質及其組成成分，可以瞭解太陽風的物理性質和化學成分。彗星探測器上的儀器，用以探測彗尾中的等離子體密度、流動速度、溫度和重離子特性等。探測器裝有變軌發動機，用以改變探測器的軌道，以便攔截彗尾，達到直接探測彗尾的目的。國際彗星探險者探測器將分別在 1985年和1986年探測賈可比尼彗星和哈雷彗星。
（三）特點
國際彗星探險者探測器是第一個環繞空間日地系統中的一個拉格朗日平動點(離地球約150萬千米處)運行的衛星，也就是它既不環繞地球又不環繞太陽或月球運行，平動點處太陽引力恰好與月-地系統的引力平衡。
探測器是一顆早期預報太陽活動的衛星，它比繞地軌道的1號和2號（國際日地探險者）要早一個小時探測到太陽風的傳播。它還能提供銀河宇宙射線源和γ射線爆發的數據。3號於1983年被改名為國際彗星探險者衛星(ICE)，任務為1985年9月與賈可比尼-津納彗星會合，探測彗尾。因此，它必須飛越月球並藉助月球引力場提高運行速度。在與上述彗星會合後還將飛往哈雷彗星，測量太陽風對哈雷彗星的影響等數據。
國際彗星探險者探測器
（四）彗星探測發展史
人類第一次近距離觀測彗星，是1985年由NASA的探測器國際彗星探險者號完成的。這個探測器原本打算對太陽進行觀測，後來由於一些原因而改道考察彗星。
1986年，歐洲航天局(ESA)"喬託"號探測器成功接近了哈雷彗星。這個探測器飛到了距離哈雷彗星彗核不到600公里的地方，冒著被彗星散發出的塵埃粒子擊毀的危險，成功地拍下了哈雷彗星花生形狀般彗核的照片。
1999年2月，NASA發射了"星塵"號彗星探測器。2004年1月初，"星塵"號成功地在距離Wild-2彗星150公里的地方收集到彗核發出的物質，並將於2006年1月帶著採集到的樣品返回地面。
2004年3月2日，ESA發射了"羅塞特"號彗星探測器，對67P/楚留莫夫·格拉西門克彗星進行觀測，並計劃於2014年發射著陸器"菲萊"到達該彗星表面。
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三、【附】
黎明號小行星探測器黎明號小行星探測器，是由美國研製的，第一個探測小行星帶的人類探測器，也是第一個先後環繞穀神星與灶神星這兩個體積最大的小行星的人類探測器。2007年9月27日早7時34分從佛羅里達州肯尼迪航天中心發射升空。
發射時間：2007年。 目的地：穀神星。
黎明號
（一）探測經歷
經過7年的漫長旅途，2015年3月7日週五晚21時36分，美國宇航局（NASA）噴氣推進實驗室任務中心收到了黎明號發出的信號，標誌著黎明號小行星探測器進入穀神星軌道，成為首個造訪矮行星的探測器，同時也成為第一個近距離造訪矮行星的人造探測器。
據報道，黎明號於在2015年3月7日週五20:39時，距離穀神星約6.1萬公里處被其引力捕獲，經過離子推進器的精確姿態調控，在太空中劃過一道優美的弧線，成功改變軌道，落入了穀神星的軌道，抵達旅途的終點。在過去的7年半的航行中，它在宇宙空間中飛行總距離達到49億公里。
“黎明號就像是完成了一趟接力傳球，從太陽的勢力範圍轉交到了穀神星的勢力範圍裡。”噴氣推進實驗室的發言人給出了一個十分形象的介紹。由於黎明號的天線設計， “從黎明號發出信號，到 NASA 的'深空'通信網絡收聽到黎明號的呼叫之間，由此產生
大約1小時左右的延遲。”作為留存於太陽系的“活化石”，對穀神星的研究將幫助科學家揭開太陽系和地球，乃至我們人類自身的起源之謎。
太陽系的小行星帶是位於火星和木星軌道間的小行星密集區域，天文學家估計這裡有大約50萬顆種類各異的小行星。灶神星是與地球類似的巖狀天體，穀神星則是典型的冰狀天體，這兩個極不相同的天體竟可同處一個小行星帶上，其原因也是“黎明”號需要揭示的奧秘之一。根據2006年8月國際天文學聯合會提出的新定義，穀神星已從小行星升格為矮行星。
黎明號
（二）研究成果
2017年2月16日電，科學家報告說，美國航天局“黎明”號小行星探測器在太陽系一顆小行星——穀神星上發現了可能構成生命的碳基有機化合物。
科學家在最新一期美國《科學》雜誌上報告說，“黎明”號小行星探測器在穀神星北半球一個直徑為50公里的隕坑附近發現了有機化合物的蹤跡。有機化合物的區域遍佈隕坑，但化合物存在的隕坑邊緣形成時間並不長，說明這些化合物是穀神星“土生土長”的物質，不是通過撞擊等方式帶來的外部物質。
據稱，穀神星目前可能還保有形成時期的內部熱量，科學界認為穀神星蘊藏著驚人數量的冰，冰蓋下可能藏有海洋，這為穀神星上產生最原始的生命形式提供了可能。
2017年10月，美國國家航空航天局（NASA）官網報道，“黎明”號的第二次拓展任務，仍然“鎖定”火星和木星之間的小行星帶中的最大物體——矮行星穀神星。在此期間，探測器將降到比以往任何時候都要低的軌道，直至燃料用盡。
“黎明”號團隊正在完善下一階段任務的最後計劃。由於其承諾保護穀神星免受汙染，“黎明”號將不會在其上隕落，而是始終保持在軌道上，直到2018年下半年結束與地球的通信。
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四【註釋】
（1）矮行星：矮行星或稱"侏儒行星"，體積介於行星和小行星之間，圍繞恆星運轉，質量足以克服固體引力以達到流體靜力平衡(近於圓球)形狀，沒有清空所在軌道上的其他天體，同時不是衛星。最終的定義會比這複雜得多，有的傾向於把太陽系外圍較小的天體稱作"矮行星"，有人則願意把它們叫做"小行星"，或者"柯伊伯帶行星"。
矮行星的特點是外幔和表面由冰凍的水和氣體元素組成的一些低熔點的化合物組成，有的其中混雜著的一些由重元素化合物組成的岩石質的礦物質。對於行星級的冰矮星來講，最大的是冥王星，最小的是卡戎。像穀神星這樣的距太陽較近的行星，表面的冰物質主要是水，而冥王星和卡戎的表面冰物質主要是水和熔點更低的甲烷、氮、一氧化碳等物質。過去曾將這些矮行星算作小行星中的一類，直到2006年才將它們從一般小行星中分離出來，劃作單獨的一類，稱為矮行星，並把
冥王星和冥衛一歸入其中。矮行星的這種星體結構和它產生的地處太陽系外圍的低溫環境和自身的質量有關，一方面，太陽的溫度不足以將它們的由氣體元素組成的低熔點物質驅散，另一方面，它們自身原始質量較小，星體本身不能將氫氦等較輕的輕元素氣體束縛住。
矮行星家族成員有：冥王星、卡戎星（冥衛一）、閻神星、穀神星、鳥神星、妊神星。
卡戎星
卡戎星
鳥神星
鳥神星
鳥神星
妊神星：
妊神星
妊神星
妊神星
妊神星
鬩神星
鬩神星
（2）穀神星：在2006年，被國際天文學聯合會將穀神星重新定義為矮行星，移除小行星之列。穀神星(Ceres)是太陽系中最小的、也是唯一位於小行星帶的矮行星。由意大利天文學家皮亞齊發現，並於1801年1月1日公佈。穀神星曾被認為是太陽系已知最大的小行星。穀神星很可能是一個分化型星球，具有岩石內核，地幔層包含大量冰水物質，現探測到星球表面有大量載水礦物質。初步推測水佔穀神星體積的40%。穀神星還能通過太陽能獲得能量，因為它距離太陽僅2.8個天文單位。穀神星位於火星和木星軌道間的小行星帶中，此前研究已確認其內部存在大量的冰。歐航局在《自然》雜誌上報告說，他們利用赫歇爾望遠鏡首次在穀神星上發現了水蒸氣，這些水蒸氣來自穀神星表面顏色較深的區域。科學家推測可能擁有液態水的海洋。
穀神星
穀神星
穀神星
穀神星
穀神星
穀神星
穀神星
穀神星
穀神星
穀神星
穀神星13 3月1日由黎明號拍攝的穀神星
這是穀神星捕獲黎明號時飛船的飛行軌跡
2015年4月14日15日穀神星照片
穀神星
（3）灶神星：灶神星(4 Vesta)是第四顆被人類發現的小行星，也是小行星帶質量最高的天體之一，灶神星的直徑約為483公里，質量估計達到所有小行星帶天體的9%。同時，灶神星的表面比不少小行星光亮，成為唯一一顆可在地球上可以肉眼看到的小行星。扁圓球體，有大的凹陷和突出。灶神星是自轉(5.342小時)較快的小行星，方向是順行。灶神星被認為有以鐵鎳為主的金屬核心，外面包覆著以橄欖石為主的地幔和岩石的地殼。明顯的特徵是在鄰近南極點有一個巨大的，直徑460公里的雷亞希爾維亞盆地。灶神星上的盆地，被認為是巨大撞擊坑。還有幾個大的隕石坑，直徑約在150公里，深度7公里，也被觀察到。灶神星上的撞擊坑，多以維斯塔貞女命名。灶神星上的槽溝，以古羅馬的節日和祭典命名。。太陽系內許多種的小天體被認為是灶神星被撞擊後產生的碎片，灶神星族的小行星和HED隕石就是例子。
灶神星
灶神星
灶神星
灶神星
灶神星
灶神星
（4）小行星帶是太陽系內介於火星和木星軌道之間的小行星密集區域，由已經被編號的120,437顆小行星統計得到，98.5%的小行星都在此處被發現。
小行星帶
小行星帶
小行星帶
2019-3-13
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