黎明探測器(Dawn)，又稱作曙光號探測器，是美國國家航空航天局為探索小行星帶 的穀神星 與灶神星 而發射的無人太空探測器。黎明號探測器於2007年9月27日發射，2011年7月16日抵達灶神星，2012年9月5日正式啟程前往穀神星，2015年3月6日抵達穀神星軌道。
基本介紹
- 中文名：黎明探測器
- 外文名：Dawn
- 別稱：曙光號探測器
- 研發國家：NASA
- 發射時間：2007年9月27日
- 研發時間：2001年
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簡介
黎明號探測器是美國國家航空航天局的無人太空探測船，目的是探索小行星帶最大的兩顆小行星：穀神星與灶神星。黎明號是第一個探測小行星帶的人類探測器，也是世界上第一個先後環繞兩個天體的無人探測器。科學家認為，探測灶神星和穀神星將有助於了解太陽系的起源，因此將這個項目取名為“黎明”。
整個“黎明”號計畫耗資3.57億美元，其中不包括德爾塔2型火箭的造價，由於通貨膨漲的緣故，最終的成本總計為4億4600萬美元（2007年）。
發射歷史
計畫
黎明號計畫於2001年正式立項。
2003年12月，美國國家航空航天局首次取消該計畫，但是隨後在2004年2月恢復。
2005年10月，黎明號計畫再次中止，到了2006年1月又變成延後進行。
2006年3月2日，由於“經費超支以及技術問題”，美國國家航空航天局再次下令取消了這項探測計畫。後經多方努力宇航局於3月27日又同意恢復。
發射
黎明號探測器在2007年4月10日運抵位於佛羅里達州泰特斯維爾的Astrotech公司，準備發射升空。最初的發射時間定為2007年6月20日，因為運輸問題延遲至6月30日。後又因為用來吊起固體火箭助推器的起重機發生故障，發射時間推延至7月7日。第二節火箭在6月15日已經成功安裝。
2007年9月27日07:34 EDT，黎明號在卡納維爾角空軍基地17B號太空發射複合體，由三角洲二號7925H發射升空，速度為每秒11.46公里。在最初4天，時速逐漸提高到96公里，12天后達到300公里，1年後將升至驚人的8850公里，消耗的燃料只有15加侖，燃料利用效率是傳統化學燃料發動機的10倍。
儀器設備
科學儀器
動力系統
黎明號上安裝了3個離子推進器和裝有2個巨大的太陽能電池板，雙翼間距近20米，為它提供穿越太空的能量。黎明號使用的離子發動機與傳統的太空飛行器化學燃料發動機不同，新型發動機將太陽能轉化為電能，再通過電能電離惰性氣體氙氣的原子，產生時速達14.32萬公里的離子流作為推動力。
承擔任務
巡航
按照計畫，“黎明”號升空後，於2009年在火星附近脫離火箭獨自前進。於2007年12月17日開始進入巡航階段。
2008年10月31日完成首次噴射，讓探測器前往火星，目的是在2009年2月依賴火星的重力助推前往小行星帶。
黎明號在2009年2月17日以549公里近距離通過火星附近，順利完成重力助推。探測器在同一天進入安全模式，導致部份資料流失。黎明號在兩天之後解除安全模式，不過對於後續計畫沒有影響。這次事件的根本原因為軟體程式錯誤所造成的。
灶神星探測
2011年5月3日，黎明號在距離灶神星1.21百萬公里時拍攝了第一張照片，當中灶神星只有約5像素寬。黎明號進入接近灶神星的探測階段，並於6月12日開始減速，準備在34天后進入環灶神星軌道。 
2011年6月1日，黎明號距離灶神星48.3萬公里時，為了導航需要拍攝了20張連續照片，解析度已接近哈伯太空望遠鏡拍攝的灶神星照片。
2011年7月16日，美國航空航天局證實黎明號進入環灶神星軌道，成為首個環繞小行星帶小行星的探測器。黎明號確切入軌時間不清楚，原因是當時天文學家只能估計灶神星質量與重力場，無法準確得知其數據。而黎明號已進入軌道，便能反過來計算灶神星的質量與重力場。黎明號在7月17日06:30 UTC重新檢測搭載的設備儀器。
黎明號在2011年9月27日進入距離灶神星680公里的公轉軌道，環繞一周的時間為12.3小時。後來在12月8日進入另一個公轉軌道，距離灶神星只有210公里，環繞一周的時間為4.3小時。
美國國家航空航天局在2012年5月首度公開黎明號獲得的灶神星初步數據，估計灶神星的金屬核心直徑為220公里。美國國家航空航天局科學家進一步將灶神星視為獨一無二的一種小行星，認為它是與岩石行星同時形成的大型小行星殘存。
2012年9月，NASA發布訊息稱，“黎明”號探測器發現的證據表明，一些更小的、富含水的小行星曾把它們自己熔入了灶神星的表面。這些水被鎖定在水合礦物的內部，直到後來的天體碰撞產生了足夠的熱量，進而熔化了這些岩石，並將水分以氣體的形式揮發掉，最終在小行星表面留下了坑坑窪窪的洞穴。“黎明”號科學團隊成員之一、羅得島州普羅維登斯市布朗大學的行星科學家Carle Pieters認為，這一發現展示了太陽系內部又一顆具有水循環的天體。
穀神星探測
2012年9月6日，美國航天局噴氣推進實驗室當天通過“深空網路”確認，“黎明”號已在美國東部時間5日凌晨2時26分離開灶神星軌道，向穀神星飛去。
美國太平洋時間2015年3月6日4時39分（台北時間6日20時39分），“黎明”號探測器在距離穀神星6.1萬公里時被穀神星引力捕獲。隨後，美國航天局噴氣推進實驗室控制中心於5時36分（台北時間21時36分）接收到“黎明”號的信號。信號顯示，該探測器運行良好，其離子推進器工作正常，“黎明”號已按計畫進入穀神星軌道。
探測歷程
穀神星
經過7年的漫長旅途，美國東部時間8:36（台北時間21:36），位於地球的美國宇航局（NASA）噴氣推進實驗室任務中心收到了黎明號發出的信號，正式確認黎明號入軌穀神星成功，成為這顆矮行星的“人造衛星”，同時也成為第一個近距離造訪矮行星的人造探測器。
據NASA 噴氣推進實驗室（JPL）任務中心發布的訊息，黎明號於在台北時間周五20:39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，在太空中划過一道優美的弧線，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里。”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，遠在地球的工程師接到變軌成功的信號要比黎明號的實際位置稍有延後，“從黎明號發出信號，到 NASA 的'深空'通信網路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。”噴氣推進實驗室的發言人介紹說。
探測意義
“黎明號的成就將創造新的歷史，”噴氣推進實驗室黎明號項目主管羅伯特·梅斯在官方聲明中闡述道，“我和我的團隊已經迫不及待和黎明號一起深入探究穀神星的秘密。”
初入穀神星軌道的黎明號將在接下來的15天緩慢完成第一圈“公轉”，並且進一步調整軌道，降低高度，為接下來的深度觀測做好準備。
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。
