NASA探索早期太陽系的新任務

NASA選擇了兩項新任務，它們有望開啟研究太陽系最早期歷史的新窗口——這一時期距離太陽的誕生還不足1000萬年。這兩項任務分別叫做「露西」（Lucy）與「靈神」（Psyche），它們是從5個最終的競爭者中挑選而出的，將進入任務規劃期，預計分別於2021年和2023年發射。

左：藝術家筆下飛過特洛伊小行星歐巴忒斯（Eurybates）的露西號探測器。這顆小行星是6顆待研究的特洛伊小行星之一，它們類型不同但在科學上同樣重要。特洛伊小行星是行星形成過程的化石，因此會為太陽系最早期的歷史帶來重要的線索。

右：前往金屬小行星——16號靈神星的第一架探測器靈神號，它將測繪這裡的地貌、結構、組分和磁場，並考察一個與先前所知任何星球都不相同的世界。靈神號將告訴我們有關地球、火星、水星和金星隱匿地核的信息。（圖片提供：SwRI and SSL/Peter Rubin）

露西號

據NASA介紹，露西號將造訪木星神秘的特洛伊小行星群這樣一個目標豐饒的環境，而靈神號將研究一顆獨特的金屬小行星，我們之前從來沒有訪問過此類天體。這就是發現計劃所關心的東西——勇敢地航向前人未至之境，帶來突破性的科學發現。

無人探測器露西號預定於2021年10月發射，預計將於2025年抵達第一個目標——一顆主帶小行星。從2027年到2033年，露西號將探索木星的6顆特洛伊小行星。這些小行星被木星引力場束縛成了與木星共軌的兩個族群，其中一群位於木星環繞太陽運行的12年軌道前方，另一群位於後方。特洛伊小行星據信是太陽系更早時期的殘餘，可能是在較木星當前軌道遠得多的地方形成的。

來自科羅拉多州玻爾得市（Boulder）西南研究所的露西號首席研究員哈羅德·列維森（Harold F. Levison）說：「這是一個獨特的機會。由於特洛伊小行星是形成外行星的原始物質的殘存，它們攜帶著解碼太陽系歷史的關鍵線索。露西號以第一具人類骨骼化石命名，與它的同名化石一樣，也將為我們的起源帶來革命性的認知。」

露西是建立在NASA前往冥王星及柯伊伯帶的新視野號探測器成功的基礎之上的，其上會搭載新版的RALPH與LORRI儀器，而這兩台儀器促成了新視野號的成功。露西號任務小組的若干成員也是來自新視野號的老手。露西號還將吸收前往小行星貝努（Bennu）的OSIRIS-REx探測器的成功經驗，借用了後者的OTES儀器以及OSIRIS-REx小組的若干成員。

靈神號

靈神號將探索主帶小行星最吸引人的一個目標——巨型金屬小行星16號靈神星。它與太陽的距離大約相當於日地間距的3倍。這顆小行星直徑約為130英里（210千米），而且與呈岩質或冰態的大多數小行星不同，據信它主要由金屬鐵和鎳組成，與地核接近。科學家在考慮靈神星是否是一顆一度與火星大小相當的原始行星暴露的地核，這顆行星在數十億年前一系列的劇烈碰撞中損失了它的岩石外圍。

這架探測器將幫助科學家了解行星與其他天體在演化早期是如何發生成層過程，形成地核、地幔和地殼的。

來自坦佩市（Tempe）亞利桑那州立大學的靈神號首席研究員林迪·埃爾金斯—坦頓（Lindy Elkins-Tanton）說：「這是研究一類全新天體的機會。16號靈神星是太陽系中已知的唯一一個此類天體，而且這也是人類造訪地核的唯一方法。我們要通過造訪外太空的天體來了解我們的內在世界。」

靈神號無人探測器預計於2023年10月發射，在2024年藉助地球引力場助推，2025年掠過火星，最終於2030年抵達目標小行星。

NASA除了選擇露西號和靈神號開始任務規劃之外，還將近地小天體照相機（NEOCam）計劃的經費又額外延長了一年。NEOCam空間望遠鏡的設計目標是巡視靠近地球軌道的天區，這裡可能會發現具備潛在危險性的小行星。

NASA的行星科學負責人吉姆·格林（Jim Green）說：「這些都是可以真正作出發現的任務，可以納入NASA研究太陽系形成和演化的大方針中去。我們已經探索了類地行星、氣體巨行星以及環繞太陽運行的一系列其他天體。露西號將觀測源自太陽系遙遠外圍的原始殘餘，而靈神號將直接觀測行星級天體的內部。拼圖的這些額外部分將幫助我們了解太陽及其行星家族是如何形成並隨時間推移發生改變，成為生命可以發源且維繫下去的地方——還有未來可能的立足點的。」

這種發現級的任務開支相對低，它們的研發費用以大約4.5億美元封頂。它們是由阿拉巴馬州亨茨維爾市（Huntsville）NASA馬歇爾太空飛行中心的行星任務計劃辦公室為NASA的行星科學分部管理的。這些任務由一名首席研究員設計領銜，首席研究員要組織一個科學和工程團隊，來回答有關太陽系的關鍵科學問題。

發現任務的成員包括先前中選的12個任務，如研究水星的信使號探測器，探索灶神星和穀神星的黎明號探測器，以及預計於2018年5月發射的洞察號火星著陸器。

NASA前往小行星的其他任務始於2000年抵達愛神星的NEAR軌道探測器，黎明號延續了NEAR的工作，它環繞了灶神星運行，現在已經進入了針對穀神星的延展任務階段。2016年9月8日發射的OSIRIS-REx正在全速迎接2018年與小行星貝努的會合，並將在2023年帶著其上的樣本返回地球。這些探測器都在關注小行星科學的不同方面，為科學家提供太陽系形成和演化更廣闊的圖景。

原文標題：NASA Selects Two Missions to Explore the Early Solar System

原文來自：NASA

編譯：Melipal