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小火箭出品

本文作者：邢强博士

本文共11181字，84图。预计阅读时间：1小时10分钟。

今天再来一篇长一点的。小火箭总结了有史以来人类所有的探测过小行星的航天器及其相应的关键技术。

2017年10月30日，美国宇航局NASA对外公开了人类第一次观测到的太阳系外的小行星造访太阳系的过程。

这颗直径约400米的小天体来自天琴座方向，以25.5公里/秒的超快速度几乎垂直于地球绕太阳的公转轨道平面的角度直奔太阳而来。

2017年9月2日，该小行星在水星轨道以内穿越太阳系行星轨道平面。9月9日，这颗系外小行星急速转弯，飞离太阳系，向着飞马座方向奔去。

2017年10月25日，人类甚大望远镜阵列以非常深刻的叠加影像发现该天体没有任何显示有彗发的迹象。因此，该天体被重新命名为A/2017 U1，成为第一颗确认被人类观测到的由太阳系外造访的小行星。

本文是小火箭小行星系列分析文章第1季的第2篇。

无论是正在热议的捕获一颗500吨级的小行星到绕月轨道上然后派宇航员去登陆的方案，还是到估值为95.79万亿美元的那颗小行星上去开采珍稀矿产的计划，还是捕获一颗更大的小行星到近地轨道上成为太空永备军事基地的项目，都一次又一次地让小行星成为了热点话题。

在小火箭小行星系列的开篇，我们一起探讨了那个神奇的提丢斯-波特定则。

·        n= 0，3， 6， 12，24，48...（当n≥3时，后一个数字为前一个数字的2倍）

a的单位是天文单位。

1个天文单位代表地球到太阳的平均距离，也就是149597871公里，约为1.5亿公里。

然后，我们沿着历史长河往回追溯，了解了是皮亚齐神父发现了第一颗小行星，是数学王子高斯给出了计算小行星轨道的算法。从谷神星到智神星再到韶神星，每颗小行星的发现和分析过程的背后都有故事。详见小火箭的公号文章《小火箭讲述人类发现小行星的传奇过程》。

本文，小火箭将要通过盘点人类有史以来探索过小行星的航天飞行器，来回答以下两个问题：

1. 对于小行星探索来说，人类目前拥有怎样的技术手段？

2. 拥有小行星探索能力的国家有哪些？做过哪些尝试？

小火箭注：这里的技术手段，并不是指在科幻设想或者方案PPT或者融资报告中提到的技术方案，而是一定至少被一次成功的小行星探索所验证有效的，在我们手里切实可行的技术手段。

第一次飞掠

人类是从什么时候终于摆脱了对地面望远镜的依赖，开始实施以比较近的距离来观测小行星的计划的呢？

答：从1989年10月18日开始。

这一天，亚特兰蒂斯号航天飞机执行她的第5次太空飞行任务。

亚特兰蒂斯号航天飞机巨大的货舱门打开，将一枚重达2.562吨的深空探测器送入太空。

注意看探测器上的NASA的标志。

这是NASA在1975年到1992年期间使用的标志，也就是传说中的蠕虫标。

这枚探测器，在之后20年里甚至到今天，都以其重大的发现而举世闻名。他就是伽利略号木星探测器。

伽利略号的首要任务是要对木星系统进行为期2年的研究，而事实上，从1995年进入木星的轨道直到2003年坠毁，他一共在木星工作了8年之久。

在印象中，伽利略号始终是作为赫赫有名的木星探测器受世人敬仰的。而实际上，在他到达木星轨道之前，就已经创造了传奇。

她是人类第一颗近距离飞掠小行星的探测器。

按照实测数据，木星到太阳的平均距离为5.20个天文单位（1个天文单位是指地球到太阳的距离，为149597871公里），而小行星带到太阳的平均距离为2.77个天文单位。

因此，在行星绕太阳公转的轨道平面内飞行的伽利略号是注定要穿越小行星带的。

就像规划地下轨道交通的大型城市会努力为每个大型居民区和商业区预留地铁站一样，工程师们为伽利略号探测器的轨道预留了两个小行星站点。

1991年10月29日，伽利略号在前往木星的途中掠过了951号小行星。

伽利略号探测器在距离951号小行星盖斯普拉5400公里处拍摄到了她的照片。

这张照片中每个像素点代表的分辨率为54米。

盖斯普拉，这颗在1916年被俄国天文学家格里·尼明发现的小行星成为了第一颗被人类制造的探测器飞掠的小行星。

（格里·尼明是那个时代的传奇人物，他天生视力奇好。不过，他最终没能成为镇上老人预言的神枪手，而是成为了凭借一己之力发现74颗小行星的超级小行星猎手。）

在整个飞掠过程中，伽利略号探测器与小行星的平均相对速度为8公里/秒。伽利略号共向地球成功传输了57张盖斯普拉星的照片。这些照片覆盖了盖斯普拉星80%的表面积，除了南极区域没能被拍到外，基本上算是超额完成了预计的探测目的。

咦？那么问题来了：

伽利略号探测器仅仅是做了一次飞掠盖斯普拉星的飞行，并没有绕着这颗小行星转圈飞，按理说只能看到该星体的一个侧面，又如何能做到拍摄到了80%的表面的呢？

这就是轨道设计的巧妙之处了。

小火箭在这里用白色轨迹给出盖斯普拉星的轨道（2018年1月1日的零点的情况）。可以看到，该小行星在火星与木星之间，更接近火星一些。

经分析，这颗近日点为1.8267天文单位，远日点为2.5931天文单位的小行星很有可能存在自转现象。预计自转速度为7小时一圈。

那么，通过设计伽利略的轨道，让其用将近7小时的时间来飞掠盖斯普拉星的话，不就可以借助小行星的自转来窥得她的全貌了么？

这个原理本质上是和模特的时装秀是类似的。观众并未变换视角，而模特则在T台上走了一个来回并且会有一个华丽的转身，这样大家就能几乎看到全貌了。

这就是盖斯普拉星这位模特在伽利略号探测器眼中的样子。

在上图这组由11副照片组成的图中，左上角摄于伽利略号到达与盖斯普拉星的飞掠接近点之前5小时45分钟，此时她们相距16.4万公里；右下角则摄于她们相距1.6万公里的时候，此时到飞掠接近点仅剩半小时了。

左上角和右下角之间的9幅照片则是在16.4万公里和1.6万公里期间逐次拍摄的。

这样，伽利略号就完成了人类对小行星的首次飞掠式拍摄。这种拍摄方式的优点是可以看到小行星的多个角度的样子，但是缺点是拍出来的小行星大小不一致，当然比不上真正的环绕拍摄了。

另外，南极地区20%的表面没能拍到。但是，也应该知足了，毕竟就算是时装秀，模特的南极地区也不是轻易示人的（小火箭说到这里，捂脸匿走。）

另外，小火箭觉得非常值得一提的是，伽利略号探测器为了能够拍好盖斯普拉星的照片，首次在深空探测器上使用了现代导弹制导控制技术。

借助上世纪80年代末人类能够拿得出手的最好的导弹光学制导技术，伽利略号探测器才能够在遥远的距离上自主锁定目标并结合飞掠式弹道对探测器上的敏感器进行调姿。

要知道，在这个距离上，以光速传播的人类的遥控信号也要延迟将近10分钟，因此只能靠探测器自主行动才能抓住稍纵即逝的时机。而伽利略号探测器的相机实际上是为了拍摄木星及其卫星而设计的，对于个头小得多的小行星，并未专门进行优化。实际上，伽利略号探测器的相机的视角只有5°。

这是什么概念？

小火箭觉得，就像是我们把一张A4纸沿着长边卷成筒状来锁定天空中飞速掠过的飞鸟，而且要对着鸟儿连续眨57次眼睛。

通过盖斯普拉星（上）和火星的两颗卫星的照片，我们可以知道伽利略号探测器的制导控制系统的设计是成功的。

实际上，从那以后，所有需要拍摄小天体的深空探测器都用上了类似的导弹制导技术。

第二次飞掠

飞掠了盖斯普拉星后，伽利略探测器顺便又实现了人类第二次小行星飞掠式探测。

这一回，伽利略号飞掠的是243号小行星艾女星。伽利略号有个大发现：

他发现艾女星这颗小行星居然有她自己的天然卫星！（上图左侧为艾女星，右侧为她的卫星。）

上图摄于1993年8月28日。

艾女是古希腊/罗马神话中的女精灵之一。这些精灵不会衰老也不会生病，是自然幻化的精灵，是美丽善良喜爱歌舞的少女们。不过，与主神不太一样的是，她们的寿命是有限的，有一天终会死去。

名为艾达的这位精灵有什么特别的？

在神话中，是她养大了宙斯。

这是伽利略探测器采用之前在盖斯普拉星的探测中得到验证的技术对艾女星的拍摄。这回伽利略看到了小行星95%的表面。

艾女星的公转周期为4.84年，自转周期为4.63小时。她的平均直径为31.4 公里。她不规则、椭长形的形状，如牛角面包，也像是一位双手抱膝的少女。

伽利略号探测器分别用410纳米的紫外线频段、756纳米的红外线频段和968纳米的红外线频段对艾女星进行了拍摄，然后将这些频段合成后，成为艾女星的连续成像照片。

伽利略号拍摄的艾女星高清照片。如此清晰的照片，即使是地球近地轨道上的哈勃望远镜也是拍不出来的，只能近距离飞掠才能得到。

说起这次近距离飞掠，小火箭还要提到另一项技术：深空超远距离精确定位技术。

在伽利略探测器飞掠艾女星之前，1993年初，美国海军天文台和橡树岭天文台合作，对艾女星进行了超远距离精确定位，使得伽利略号的飞掠弹道误差由之前的78公里减少为60公里。

要知道，这是对2.7亿公里之外的一颗平均半径只有15.7公里的一颗不发光的不规则小天体的定位。按角度误差等效的话，相当于对10公里外一只飞蚊的定位误差仅2.2毫米。

登陆！

伽利略探测器在1991年10月29日和1993年8月28日的两次非常成功的飞掠小行星的探测极大地鼓舞了人类工程师。于是，更刺激的计划启动了。

那就是：在小行星上登陆。

协调世界时公元1996年2月17日20点43分27秒，携带舒梅克号探测器的德尔塔2号运载火箭拔地而起。

这枚带有9台固体助推器的运载火箭赋予了舒梅克号极快的飞行速度，帮助她直接摆脱了地球引力的束缚，直奔小行星带。

公元1997年6月27日，舒梅克号探测器到达253号小行星梅西尔德星附近1212公里处。舒梅克号当时的飞行速度为9.93公里/秒。比起上世纪80年代研制的伽利略号来说，舒梅克号有更强大的照相系统。虽然飞掠时间很短，但是她还是一口气拍摄了500张梅西尔德星的照片。

同时，舒梅克号通过自己受到的引力摄动，自动评估出了梅西尔德星的质量。

不过，这次只拍到一个侧脸。因为梅西尔德星比较优雅，需要17.4天才能自转一圈，舒梅克号实在等不起。

这是人类探测器第3次飞掠小行星，同时也是第1次飞掠一颗C型小行星（含碳小行星）。对于我们这些碳基生物来说，还是让人蛮激动的。

然后，舒梅克号就这么飞走了。

毕竟，她的主要任务是探测爱神星。

爱神星是433号小行星，以古希腊/罗马神话中的爱神厄罗斯的名字来命名。不过，对于我们从小读过罗马命名体系的神话的人来说，丘比特这个名字让人更熟悉一些（其实是同一个神）。

丘比特通常是个长翅膀的小天使的形象。他那把金箭则赫赫有名，被他的箭射中那可非得坠入爱河不可了。

上图为少女的守护神戴安娜抢来丘比特的弓箭嬉戏打闹的场景。

说起舒梅克号探测器对爱神星的探测，小火箭就不得不被轨道设计师们的情怀和高超技艺所打动了！

经过将近4年的长途飞行，舒梅克号进入了绕行爱神星的轨道。

而这一天，不早也不晚，恰好是2000年2月14日，也就是20世纪的最后一年的情人节！

（21世纪从2001年1月1日开始）

在321公里× 366公里的轨道上来绕行爱神星的舒梅克号成为人类有史以来第一颗围绕一颗小行星飞行的探测器。

从2000年2月14日到2001年2月12日，舒梅克号以各种轨道高度和多种轨道倾角（甚至尝试飞了极地轨道）把爱神星看了个遍。

公元2001年2月12日20时01分，舒梅克号安全降落在爱神星南部一个鞍形特征的地区。

这是人类探测器第一次成功登陆一颗小行星。

爱神星上面有两座相较于星体来说，非常巨大的陨石坑。

这两个陨石坑在2003年拥有了正式的名字：贾宝玉坑和林黛玉坑。

小火箭风格：

贾宝玉坑在爱神星南纬73.2°S，西经105.6°W，直径800米；

林黛玉坑在爱神星南纬47.0°S，西经126.1°W，直径1400米。

厄罗斯/丘比特这样的名字，2月14日环绕这个情人节日子，贾宝玉和林黛玉这样的陨石坑，这些都为人类探测器与小行星的第一次亲密接触变得更加浪漫。

实际上，舒梅克号本身的这个舒梅克也带有浪漫的气息。

舒梅克号探测器的命名是为了纪念人类行星科学的奠基人尤金·舒梅克和卡罗琳·舒梅克夫妇的。

遥想十年前，还在读书尚未成家的小火箭在探究爱神星轨道的时候，得知这些细节时，着实被虐得不轻。

小火箭在此借爱神星来号召年轻人在研究科学和工程技术的同时，千万不要耽误了终生的幸福大事。

卡西尼

说起飞掠的话，卡西尼探测器也算是有一次。1997年10月15日，卡西尼号搭乘美国空军的大力神4B运载火箭升空。

2000年1月23日，卡西尼号在160万公里远的地方飞掠2685号小行星，基本上确认该小行星的尺寸小于20公里。

照片嘛，拿出来好像有点不好意思。这颗小行星太小了，而飞掠距离又有些远（相当于地球和月球距离的4.21倍），因此只有这张模糊的照片。

不过，卡西尼在探测土星方面可一点儿都不含糊。详见小火箭的公号系列文章《感谢卡西尼带我们找回仰望星空最初的美妙》《32.7公斤核燃料与地球擦肩而过：卡西尼的惊险之旅》。

离子推进

1998年10月24日，协调世界时12点08分，一枚德尔塔2号火箭携带深空1号探测器升空。

深空1号最大的技术亮点是采用了离子推进器。

 另外还有其他11项先进的技术。

实际上，这是人类第一颗完全采用离子电推进的方式进行火星以远探测的航天飞行器。

有关离子推进器，详见小火箭的公号文章《离子发动机：星际远征的重要动力》和《有关电推进发动机的几个设想》，本文不再赘述。

原本深空1号是要飞掠探测9969号小行星布拉耶的。但是因技术原因，深空1号飞得有些远，只拍到了模糊的小行星照片。

不过，深空1号本身就是一颗带有12项先进技术的验证型深空探测器，因此不必过于强求结果了。

深空1号后来拍到的包瑞尔彗星的照片效果还可以。

再后来，深空1号成为了绕太阳飞行的一颗人造行星，这就是后话了。

星尘

1999年2月7日，由洛克希德·马丁公司制造的星尘号深空探测飞船出发了。

在长达12年1个月零8天的任务周期内，星尘号做到了这些：

飞掠5535号小行星；捕获彗星尘埃；将彗星尘埃带回地球。

这是星尘号飞掠5535号小行星时拍摄的照片。这颗小行星名为安妮·弗兰克。嗯，就是《安妮日记》中的那个安妮。

星尘号有着巧妙的设计，有助于她在飞掠彗星附近时，获取彗星喷发出的物质。其实就是追着彗星屁股后面跑，用气凝胶收集器来捕获彗星尘埃。

2006年1月15日，协调世界时10点10分，携带彗星尘埃的星尘号返回舱在美国犹他州大盐湖沙漠成功着陆。这是人类首次获取到散逸在太空中的彗星物质。

小火箭风格：

着陆点为北纬40°21.9'N，西经113°31.25'W。

从茫茫深空返回的星尘号返回舱再入大气层的速度达到了12.9公里/秒，甚至远远超过了第二宇宙速度。这是人造物体再入大气层的速度纪录，至今还未被打破。

采样

前文所述的伽利略号、舒梅克号、深空1号和星尘号共4个深空探测器都是美国宇航局NASA的项目。

从1989年到1999年这十年的技术积累的过程中，人类掌握了深空轨道计算、超远距离精确定位、飞行器自主导航制导与控制、超远距离信号回传、绕飞超小天体、带伽马射线仪自主着陆、离子推进、追赶彗星并采样返回等技术。

2003年5月9日，协调世界时04时29分25秒，一枚M-V固体运载火箭的点火象征着日本也加入了小行星探测国家的行列，成为世界上第2个发射小行星探测器的国家。

M-V火箭是日本宇宙航空开发机构JAXA组织研发的三级固体运载火箭（可拓展为四级）。该火箭采用运载火箭中少有的倾斜发射的方式进行发射。

（采用倾斜发射对外公开的原因是考虑到火箭发射失败的可能，需要尽快让火箭飞到海面上空，尽量减少对发射场的危害。）

这款火箭高30.8米，直径2.5米，发射质量达137.5吨（四级拓展型号为139吨）。

作为一款三级固体运载火箭，日本M-V火箭137.5吨的发射质量远远超过美国和平卫士洲际弹道导弹的87.75吨。

考虑到M-V火箭的发射质量和入轨精度，该火箭拥有改为射程超过1.5万公里，弹头重量超过4吨的大型洲际弹道导弹的潜力。

不过，本文讲述的是人类探测小行星的技术发展历程，还是仅关注技术本身吧！

M-V运载火箭将隼鸟号小行星探测器送入奔小行星的轨道。

隼鸟号小行星探测器升空不久，其中一台离子发动机就出现了状态不稳定的情况。

2003年10月，隼鸟号遭遇了人类有现代太阳观测史以来最为强烈的一次太阳风暴。有关太阳风暴及其威力，详见小火箭的公号文章《核恐慌大停电与报废的卫星：太阳风暴的威力》。

隼鸟号出现多次故障，但最终还是磕磕绊绊地到达了小行星。

2005年9月12日，隼鸟号抵达25143号小行星糸川的附近，先是定位在距离小行星20公里处，然后移动至7公里的距离上。

2005年11月20日，隼鸟号第一次尝试登陆小行星，失败。

2005年11月25日，隼鸟号第二次尝试登陆小行星，成功。

原计划，隼鸟号的返回舱会于2007年6月返回地球。但工程师判断隼鸟号的燃料疑似出现了泄露的情况。另外，11块锂电池中，已有4块完全不能工作。

推迟3年后，最终，携带小行星土壤样本的返回舱在2010年再入大气层。

2010年6月13日深夜，隼鸟号小行星探测器的返回舱成功再入大气，并着陆在澳大利亚的乌美拉靶场。

上图为从澳大利亚南部拍摄到了隼鸟号返回舱再入时的场景，如同一颗火流星。

隼鸟号在宇宙中旅行了7年，穿越了60亿公里的路程。

她实现了人类第1次对一颗对地球有威胁的小行星的探测，实现了第1次小行星采样返回（之前美国的星尘号取的是彗星尘埃，这次的隼鸟号是直接挖的小行星土壤）。

按是吉尼斯世界纪录的认定，隼鸟号创造了世界上首个从小行星上带回物质的探测器和对最小目标自然天体（糸川小行星全长仅约 500 米）进行着陆的探测器两项世界纪录。

欧洲

作为传统航天组织，欧空局ESA当然不能坐视美国宇航局NASA和日本宇宙航空开发机构JAXA就这么一个接一个地把探测器送往小行星。

协调世界时公元2004年3月2日07时17分51秒，一枚阿丽亚娜5运载火箭从法属圭亚那库鲁航天中心的3号发射工位点火升空。

火箭整流罩内携带的，就是后来非常出名的罗塞塔号探测器和菲莱着陆器。

大家大多对罗塞塔号与菲莱对67P彗星的探测比较熟悉。

实际上，罗塞塔号在到达67P彗星之前，先探测了2颗小行星。

2008年9月5日，罗塞塔号以8.6公里/秒的低速（相对于之前的速度）掠过2867号小行星，两者的最近距离不到800公里！

虽然这颗小行星是苏联科学家尼科莱·切尔尼克在1969年发现的，并起了一个很苏联☆的名字：斯坦斯。但是，欧空局还是习惯上把这颗小行星叫做：钻石。

首先来说，2867号小行星的外形的确很像钻石。

（注意，这是罗塞塔号探测器为了能够获得较好的拍摄效果，专门在太阳刚好从探测器侧后方照到小行星的那个时刻拍的。这体现了欧空局对深空探测器的姿态和轨道控制能力。）

另外，钻石这个名词，对于法国航天产业有着重要的意义。

这是法国早期的运载火箭：钻石B型。这一天是1970年3月10日，这枚火箭的成功发射让法国人向着茫茫宇宙又踏出了坚实的一步。而能够取得这样的成就，是不容易的。详见小火箭的公号文章《跌宕起伏！法国的导弹与火箭工业是如何起步的？》

团队里有法国人，所以在罗塞塔号能够以800公里的超近距离飞掠被称作天空中的钻石的2867号小行星后，这颗小行星上的陨石坑的名字就被玩坏了。

就像爱神星上面的陨石坑以贾宝玉和林黛玉的名字命名一样，既然法国人给2867号小行星起了钻石这个昵称，那这颗小行星上的陨石坑的名字当然要和星体的名字搭配了。

于是，与国际上惯用神名、人名和地名命名环形山和陨石坑的惯例截然不同，法国人这样命名2867号上的陨石坑：玛瑙、石榴石、黄玉、祖母绿、黑曜石、紫水晶、孔雀石、青金石、绿松石、玉石、海蓝宝石……

小火箭觉得，这帮人哪是学行星物理的啊，一定有宝石学专业的人混进了队伍！

出手比美国和日本晚的欧空局，为了挽回一些荣耀，他们觉得要搞一个大的！

2010年7月10日，罗塞塔号飞掠了21号小行星，而且同样是在800公里的超近距离飞掠的。

这是人类探测器首次飞掠编号在100号以内的小行星。

编号越小，表示发现得越早，而这往往也意味着这颗小行星的个头儿越大。

21号小行星的等效直径为100公里，成为了当时人类探测器近距离探测过的最大的小行星。

21号小行星是德国画家戈尔德施密特在50岁的时候发现的，从此他改行研究天文学。

戈尔德施密特一生共发现了14颗小行星，并因此荣获英国皇家天文学会的金质奖章，而月球上也有一座环形山以他的名字命名。

看，学习从不嫌晚，对太空和飞行的热爱是刻在人类基因里的，无论职业是什么，无论年龄怎样，该喜欢的时候，还是会喜欢得不能自已。

上图为戈尔德施密特年轻时的画作。他是从巴黎学习的绘画，因此就用巴黎的古名称卢泰西亚来命名他发现的21号小行星了。

哈！法国人主导探测的这两颗小行星，第一颗被叫做钻石，第二颗干脆原本就是以巴黎这座城市命名的呢！冥冥中，一切自有天意。

上图为罗马高卢时期的卢泰西亚城。在公元300年左右，这个地方才有了新名字：巴黎。也就是说，卢泰西亚和巴黎的关系，类似平江、姑苏与苏州的关系。

另外，说起21号小行星，天文学家和大文豪李善兰老爷子在100多年前把她称作司琴星。这个象征着善奏美妙琴音的少女的名字沿用到了今天。

不过，21号小行星的中文译名到底用司琴星还是卢泰西亚，小火箭不能在这里做决定，就留给所有好友来自行采用吧！

看到上上图，小火箭好友们应该会立刻反应到：罗塞塔号采用了和伽利略号类似的飞掠探测技术。而上图是21号小行星的分区图。通过罗塞塔号传回的数据来看，21号小行星很有可能有含水的矿物和硅酸盐。

新视野

2006年1月19日，一枚宇宙神5号551构型运载火箭把新视野号探测器送入太空。

新视野号探测器最为有名的成就是拍摄了冥王星的高清照片。

不过，仔细探究新视野号的飞行轨道的话，我们可以发现她对小行星带还有土星都曾有过穿越或者飞掠的行动。

2006年6月13日，新视野号飞掠132524号小行星并拍下照片。从此，这颗直径约2.5公里的小行星有了名字：APL，也就是约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的缩写。

2010年，新视野号飞掠83982号小行星。

哈！83982号！这么大的编号！

嗯，因为这是一颗在2002年4月12日才被发现的小行星。

这颗小行星属于半人马族。这个族名很奇怪，说明她并不属于我们日常熟悉的火星与木星之间的那个小行星带。

实际上83982号小行星来自木星与海王星轨道之间的小行星区域。

随着人类技术的发展，科学家们逐渐认识到，小行星不仅仅存在于火星和木星轨道之间的小行星带中（上图的粉色区域），还会散布在木星与海王星轨道之间的广袤区域（上图的橘红色点点），而在海王星轨道之外，有个名为柯伊伯带的区域。柯伊伯带至少比火星与木星之间的主小行星带宽20倍，这里的星体质量的总和预计是主小行星带的200倍。

于是，认知又被刷新了一番。

有些小天体拥有和冥王星类似的属性，被称作冥族小天体。这些小火箭会在后续的文章中陆续和大家探讨。

黎明

在介绍完黎明号探测器和中国的小行星探测之后，长长的本文也就迎来了即将读完的黎明。

2007年9月27日，黎明号于卡纳维拉尔角空军基地17B号工位搭乘一枚德尔塔2型火箭升空。

还记得小火箭的小行星系列文章的开篇中提到的皮亚齐神父发现的1号小行星谷神星和后来奥伯斯发现的4号小行星灶神星吧！

黎明号就是奔着这两颗由高斯亲自计算过轨道的小行星去的。

人类也终于能够近距离探测编号在10以内的小行星了！

上图1到10号的橙色图形为人类早期发现的10颗小行星，背后的暗色剪影则是同比例下的月球。

1801年1月1日皮亚齐神父发现的谷神星为1号小行星，随后奥伯斯发现的智神星为2号小行星，婚神星为3号小行星，灶神星为4号小行星，义神星为5号小行星，韶神星为6号小行星。

2011年7月16日，黎明号进入绕灶神星的轨道。

灶神星，不愧于她的名字。这颗以掌管灶火的灶王爷级别的神灵命名的小行星是夜空中最亮的小行星（最大相对亮度为5.1）。

人类根据黎明号探测器传回的数据绘制的灶神星地质结构图。

2015年3月6日，黎明号探测器进入1号小行星谷神星的轨道。

上图为黎明号探测器在2015年5月份拍摄的谷神星，此时黎明号距离谷神星13642公里。

直径达945公里的谷神星是海王星轨道以内，人类迄今为止发现的最大的小行星。要知道，想当年人类可是把她看做是火星与木星轨道之间的一颗新发现的行星的。

谷神星自己的质量占据了整个主小行星带的三分之一。

把太阳系内人类已经发现的所有的天体（包括太阳在内）放到一起，然后按个头儿从大到小排个序的话，谷神星能够排到第35位。

小火箭注：地球排第6位，月球排第14位。

月球、谷神星与地球放在一起的对比图。

统计算来，黎明号探测器绕着灶神星和谷神星一共转了2450多圈了。这台耗费了4.46亿美元才终于飞到谷神星的探测器发回了大量数据，可以说是值了。

至今，美国宇航局的黎明号探测器已传回6.9万张照片，共计132G。

按最新的分析结果，谷神星有稀薄的大气，表面有水冰，而且很有可能在地壳下面隐藏有巨大的地下海洋。

中国

近几年，我们原本是没有专门的小行星探测计划的，但是中国研制的深空探测器的确也飞掠了小行星，而且还创造了飞掠距离的世界纪录！

公元2010年10月1日18时59分57秒345毫秒，嫦娥2号发射成功。

本来，她只是一颗探测月球的深空探测器，而且还仅仅是一颗嫦娥1号的备份星。

嫦娥2号分别在100×100公里的圆轨道和100×15公里的椭圆轨道进行了高分辨率成像和环月探测，完整获取了7米分辨率的月球表面三维影像数据，并完成了对嫦娥3号落月任务预选着陆区虹湾局部区域的达到1.3米的高分辨率成像。

2011年4月1日，嫦娥2号到达设计寿命。为了积累深空探测经验，嫦娥2号于6月9日下午离开月球，前往距地球约150万公里远的日-地拉格朗日L2点，对太阳实施探测，同时进行测控技术等试验。

8月25日嫦娥2号进入日地拉格朗日L2点的环绕轨道。该轨道为类似椭圆形轨道，卫星环绕轨道1周需6个月时间。成功到达L2点后，嫦娥2号刷新了中国航天测控距离的纪录，也成为了世界首个从月球直接前往日地拉格朗日点的航天器。

这一点，小火箭认为厉害了。

这颗造价只有6亿元人民币（相当于9057万美元）的探测器探测了月球，奔赴了拉格朗日点之后，能力还有富余。

于是，她开始前往小行星。

2012年4月15日，嫦娥2号离开地日拉格朗日L2点前往有撞击地球危险的4179号小行星进行探测。

北京时间2012年12月13日16时30分09秒，嫦娥2号在距地球约700万公里远的深空掠过4179号小行星，最近距离仅为3.2公里。

飞掠时速高达10.73公里/秒。

上图为嫦娥2号拍摄的4179号小行星的照片！该小行星以凯尔特神话中的战神图塔蒂斯来命名。

这是中国探测器第一次对小行星进行近距离拍摄。

这样近距离的飞掠，打破了所有人类探测器近距离飞掠小行星的纪录，仅3.2公里！

这次探测，使中国成为了继美国、日本、欧空局后，第4个对小行星实施探测的国家或组织。

故事还没有完，探测完小行星后，嫦娥2号居然还有余力。

于是，她成了中国首颗飞入行星际的探测器，在后续的星际飞行中，其飞行目标将主要聚焦在星载设备长寿命考核、自主飞行能力、行星际远距离测控验证等方面。

早在2014年，嫦娥二号就飞到了距离地球7000万公里的地方，不断打破我国深空探测器的飞行距离纪录。

按轨道计算的结果，嫦娥2号至少能够飞到距离地球3亿公里的地方，成为一颗传奇的行星际探测器。

至此，小火箭已经向大家介绍了人类有史以来，迄今为止，小火箭所知的所有10颗探索过小行星的探测器并逐个简介了相关的探测技术。

这15个被探测过的小行星将揭开人类向深空迈进的新篇章。嗯，如果算上冥王星的话，可以修正为16个。因为冥王星自从被请出九大行星行列之后，就自动获得了一个小行星编号：134340。

近距离飞掠、绕飞、着陆、采样返回，这就是目前人类能够对小行星实施的技术手段。

如今，人类已经发现了126.647万颗小行星，其中有450133颗小行星获得了永久编号，又有19513颗小行星拥有自己的名字。

小火箭认为，未来，尚有四大技术手段有待实施：

1. 人工改变小行星轨道的技术；

2. 载人登陆小行星的技术；

3. 工业化开采小行星的技术；

4. 借助系外小行星进入其他星系的技术。
   

在这个时代，很庆幸还有一些人，能够和大家一起，坚持体会深度阅读和计算的美好。

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