小行星的分类及飞行器探测历史

小行星的分类及飞行器探测历史小行星的分类及飞行器探测历史 小行星是什么？小行星是围绕太阳公转的小型石质天体，直径通常在10 米 至 1000 公里之间，小于 10 米时则称之为流星体。通常所说的小行星仅指内太 阳系（木星轨道以内）的小天体。 小行星由未并入太阳系行星的小星子演变而来， 它们形成于太阳系内不同的 区域， 记录了其形成环境的物理化学特征。 科学家通过来自小行星的岩石 （陨石） 知道了太阳系的化学组成、地球和太阳系的形成年龄。 水和生命很有可能是通过小行星输送到地球， 小行星的撞击在地球系统的演 化中也扮演了重要的角色，地球上曾经发生过多次小行星撞击事件。至今，一些 近地小行星（NEO）对地球的撞击威胁如同悬挂在人类头顶的达摩克利斯之剑， 一颗直径约 1.5 公里的小行星撞击地球就足以摧毁人类文明。 因此国际上越来越 多的小行星研究团队将注意力放在近地小行星的灾害预警研究方面， 这些工作不 仅仅针对那些已知对地球具有潜在威胁的小行星， 更重要的则是去发现那些未知 的却对地球具有潜在威胁的近地小行星。 随着航天科技的不断发展， 人类开始将寻找资源的目光投向了地球之外的小 1 行星， 不同的小行星可能富含水、 有机质、 贵金属等， 这些将会是未来月球基地、 火星基地甚至太空基地所需的重要资源。 至今超过 80 万颗小行星被确认，这可能只是其中很小的一部分，而每年都 会有大量的小行星被发现。小行星的数量随着质量的減小而指数增长。 小行星带中最大的小行星为谷神星，也被称之为矮行星，直径为939 公里。 第二大的小行星为灶神星， 直径为 525 公里， 被认为是 HED 陨石的母体小行星。 小行星分类小行星分类 光谱分类： 人类研究小行星的最主要手段是通过地基的各种观测，其中一种 常用的办法就是测定小行星的可见光-近红外光谱。根据小星的光谱的不同，将 其主要分为 5 个大的光谱类型：C 型、S 型、M 型、E 型和 V 型。 C 型小行星因为富含碳质通常颜色较暗，而且构成的矿物颗粒通常非常细 小，这两个原因使其表面反照率非常低，只有 0.05。C 型小行星数量巨大，约 占所有小行星的 75%，被认为是碳质球粒陨石的源区。龙宫（Ryugu）小行星 属于 C 型，目前日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的隼鸟 2 号探测器正在携 带龙宫表面的样品向地球返航，预计 2020 年 12 月前返回地球。 S 型小行星是数量第二多的小行星类型，通常分布于小行星带的内侧，其反 照率高，通常在0.15 至 0.25 之间。近地小行星丝川（Itokawa）属于 S 型小行 星。日本 JAXA 的隼鸟一号于 2010 年 6 月 13 日将丝川小行星表面的约 1500 颗微粒带回地球，研究表明其物质组成与普通球粒陨石 LL 群一致。这也直接证 明了将小行星遥感光谱与陨石建立联系是科学可行的。 M 型小行星是第三多的小行星类型，该类型小行星的反照率比 S 型小星低， 2 可能主要由铁镍金属构成。 该类小行星对应的陨石类型为铁陨石和顽辉石球粒陨 石。 E 型小行星数量较少，主要由顽辉石组成所以颜色非常浅，因此具有非常高 的反照率（一般大于0.4），该类小行星对应的陨石为顽辉石无球粒陨石。 1948 年降落在美国堪萨斯州的 Norton County 陨石是最知名的顽辉石无球粒陨石。 V 型小行星较为稀少，该类型小行星表面含有大量的辉石，其光谱分别在 0.8 微米与 2 微米具有显著的吸收峰。灶神星（VESTA）属于 V 型小行星。 轨道分类：依据其轨道位置，小行星分别属于主带小行星、特洛伊小行星和 近地小行星。 主带小行星的轨道位于火星与木星之间的广阔区域， 通常具有较低的轨道偏 心率，这一区域大约有 1-2 百万个直径大于 1 公里和数百万颗 1 公里以下的小 行星。谷神星、灶神星、婚神行、智神星和健神星等均属主带小行星。 特洛伊小行星与木星共用轨道，他们分布于木星轨道前方和后方的60 度位 置上。 其它行星轨道上类似分布的小行星也均称为特洛伊小行星， 目前发现金星、 地球、火星、天王星和海王星轨道上均具有特洛伊小行星，但木星的特洛伊小行 星数量巨大，已有数千颗木星特洛伊小行星被确定。 3 近地小行星是指那些轨道靠近地球的小行星， 根据其与地球轨道的关系被划 分为阿莫尔型小行星（Amor）、阿波罗型小行星（Apollo）和阿登型小行星 （Aten）。阿莫尔型小行星穿越火星轨道并靠近地球轨道，爱神星就是这类小 行星的代表，该小行星离地球最近时的距离为 0.15 天文单位。 阿波罗型小行星的轨道位于火星与地球之间， 其中一些此类小行星的轨道偏 心率非常高， 其近日点可达金星轨道以内。 阿波罗小行星则是这类小行星的代表， 轨道在 0.65 至 2.29 天文单位之间。阿登型小行星的轨道通常在地球轨道以内， 以1976年发现的阿登小行星命名此类小行星， 这类小行星的轨道偏心率比较高， 有时会与地球轨道相交。 小行星的飞行器探测历史小行星的飞行器探测历史 迄今为止人类已成功的向 15 颗小行星进行了飞行器探测，其中绝大多数由 美国 NASA 完成。 伽利略号（Galileo）由美国 NASA 于 1989 年发射，主要目标是探测木星 及其卫星。伽利略号探测器在飞往木星的途中分别于1991 和 1993 年顺带探测 4 了两颗小行星。1991 年伽利略号探测器实现人类首次靠近小行星并获得了 S 型 主带小行星 Gaspra 的影像。该探测器于 1993 年临近 S 型近地小行星 Ida 并发 现了 Ida 的卫星 Dactyl。 国 NASA 发射， 其主要目标就是花一年以上的时间绕飞探测阿莫尔型近地 S 型小行星爱神星（Eros），最终飞行器在控制下降落至爱神星的南部。在前往爱 神星的途中，会合-舒梅克号号与 1997 年 6 月 27 日飞临主带 C 型小行星梅西 尔德星（Mathilde）。 5 Deep Space 1于 1998 年由美国 NASA 发射， 飞行器在完成飞临主带小行 星 Braille 后又飞临了彗星 Borrelly。 星尘号 （Stardust） 于 1999 年由 NASA 发射， 其主要目标是采集彗星 Wild 2 的尘粒并返回地球，最终该探测器成功的采集到彗星的样品并于2006 年安全 返回地球。在执行任务过程中，该飞行器于2002 年 11 月 2 日飞临主帶 S 型小 行星 Annefrank，影像分析表明该小行星是预想尺寸的 2 倍。 隼鸟号（Hayabusa）由日本 JAXA 于 2003 年发射，飞行器经过 7 年的太 阳系旅行并最终克服重重困难将 1500 多颗珍贵的小行星尘粒样品带回地球。 被 探测和采样的丝川小行星是一颗直径约 500 米的 S 型近地小行星，该小行星被 认为对地球安全具有潜在的威胁。 隼鸟号首次突破性的实现了人类从小行星表面 采样返回。 罗塞塔号（Rosetta）是欧空局（ESA）于 2004 年发射的探测器，由罗塞 塔探测器和菲莱登陆器两部分组成， 其目的主要是将菲莱登陆器降落在彗星 67P 6 （Churyumov–Gerasimenko）。在飞往