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露西号

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露西号（Lucy）
露西号飞越特洛伊小行星的艺术家想象图
名称第13次发现任务（Discovery Mission 13）
任务类型多目标飞越任务
运营方NASA Goddard · SwRI
国际卫星标识符2021-093A
卫星目录序号49328在维基数据编辑
网站lucy.swri.edu
任务时长12年（预计）
1121天21小时又11分（自发射起，进行中）
航天器属性
航天器露西号
制造方洛克希德·马丁
发射质量1,500千克（3,300磅）
尺寸13米（43英尺）
光伏板：直径6米（20英尺）
功率504瓦特
任务开始
发射日期2021年10月16日 09:34 UTC [1][2]
运载火箭擎天神5号运载火箭
发射场卡纳维拉尔角太空军基地 SLC 41
承包方联合发射联盟
搭载仪器
高分辨率可见光成像仪（L'LORRI）
彩色成像与红外线分光仪（L'Ralph）
热红外光谱仪（L'TES）

露西号任务徽章
露西号的飞行路线
  露西号 ·   太阳 ·   地球 ·   小行星52246 ·   小行星3548 ·   小行星21900 ·   小行星617
露西号从卡纳维拉尔角太空军基地发射升空。

露西号（Lucy）是美国国家航空航天局用以探测主小行星带以及7颗木星特洛伊带小行星[3][4]的探测器。露西号的小行星探测任务均为飞掠任务。[5] 露西号于2021年10月发射升空，开始为期12年的探测任务。露西号共搭载了三台科学仪器，此外探测器还携带了一块金色牌匾，上面刻着包括披头士成员在内的许多名人语录。它于2033年完成任务之后或将继续在特洛伊小行星和地球轨道之间飞行长达数十万年之久。[6] 露西号任务耗资九亿八千一百万美元。[7]

露西号于2017年1月4日与灵神星轨道器一同获美国国家航空航天局批准，分别作为第13次和第14次发现任务。露西号是第一艘访问特洛伊小行星的探测器。[8]

概要

露西号按计划于2021年10月16日发射。它将在2022年和2024年飞越地球时分别获得一次重力助推。[9] 接着它将在2025年飞越主小行星带的小行星52246。2027年露西号将到达木星特洛伊希腊营L4，并且飞越四颗小行星：小行星3548及卫星，小行星15094，小行星11351和小行星21900。[5] 露西号将在2031年前后再次回到地球以便获得前往木星特洛伊营L5所需要的重力助推。2033年露西号将抵达小行星617和它的卫星墨诺提俄斯（Menoetius）。飞越小行星617可能标志着露西号任务的结束，但是在那个时点露西号已进入位于L4和L5之间的稳定的六年周期轨道，因此露西号任务有可能被延长。

露西号搭载了三台科学仪器：一台高分辨率可见光成像仪，一台彩色成像与红外线分光仪和一台热红外光谱仪。[10] 美国西南研究院行星科学家哈罗德·利维森是露西号任务的首席研究员，美国西南研究院的凯西·奥尔金（Cathy Olkin）担任副首席研究员。戈达德太空飞行中心负责管理该项计划。

行星科学十年调查将探索木星特洛伊小行星定为优先目标。地面望远镜和广域红外线巡天探测卫星均对特洛伊小行星进行了观测，不过由于从小行星表面反射的太阳光很少，所以非常暗淡。[11] 木星和太阳之间的距离为5.2 AU（780×10^6 km；480×10^6 mi），大约是日地距离的五倍。木星特洛伊小行星和太阳之间的距离近似于木星到太阳的距离，但可能更远也可能更近，取决于这些小行星在其公转轨道上的位置。木星特洛伊小行星的数量有可能不亚于小行星带中小行星的数量。[12]

沿革

主条目：第13和14次发现任务的选择

美国国家航空航天局（NASA）通过2014年11月5日发布的发现任务招标公告（Discovery Program AO）挑选了露西号任务。[13] 为了选拔新的发现计划任务，NASA号召征集发现计划的下一次任务提案，露西号任务只是已提交的众多提案的其中之一。提案征集截止于2015年2月，提案中的项目计划须在2021年底前做好发射准备。此次招标一共收到了28份提案。

2015年9月30日，露西号任务成为最终入围名单上的五项计划之一，同时入围的还有达芬奇号探测器，NEOCam，灵神星轨道器以及真相号任务，其中每项提案会获得三百万美元资金用于深入的设计研究与分析。[14][15][16][17] 2017年1月4日，露西号和灵神星轨道器计划成功入选。2019年1月31日，NASA宣布露西号将在2021年10月由擎天神5号运载火箭从佛罗里达州的卡纳维拉尔角太空军基地发射。露西号的发射总成本估计为一亿四千八百三十万美元。[18] 2019年2月11日，SpaceX对联合发射联盟承包该项目表示不满，声称它能够以低得多的成本将露西号送入相同的轨道。2019年4月4日，SpaceX取消了抗议活动。[19]

2020年8月28日，NASA宣布露西号顺利通过关键决定点-D（Key Decision Point-D）试验，进入航天器组装和仪器测试阶段。[20] 尽管受到了2019冠状病毒病疫情的影响，航天器组装工作仍顺利进行。[8] 2020年10月26日，工作人员收到了第一台科学仪器高分辨率可见光成像仪 （L'LORRI）。[21] 2021年7月30日，露西号探测器由C-17运输机空运至佛罗里达州进行发射前的准备工作。2021年9月30日，露西号被装入火箭的整流罩内。

协调世界时2021年10月16日上午09:34（美国东部时间上午05:34），露西号从卡纳维拉尔角太空军基地成功发射升空。[2] 发射时间正好处在为期23天的发射窗口的开端。[22]

命名

探测器以阿法南方古猿标本露西命名，因为研究特洛伊小行星有助于揭开“行星形成的化石”，也就是存在于早期太阳系内，通过吸积过程形成行星和其他天体的物质。[23] 南方古猿露西的名字来自于1967年披头士乐团的乐曲《露西在缀满钻石的天空》。[24]

科学仪器

露西号科学仪器平台
露西号携带的牌匾上记录了来自地球人类的20条信息。

露西号携带的科学仪器包括：[25]

彩色成像与红外线分光仪（L'Ralph）
基于新视野号的可见光与红外线成像光谱仪（Ralph），在戈达德太空飞行中心制造。用于探测小行星表面的硅酸盐、冰和有机物质。
高分辨率可见光成像仪 （L'LORRI）
基于新视野号的长距离探测成像仪（LORRI），在约翰·霍普金斯大学应用物理实验室制造。它将提供最详细的特洛伊小行星地表图像。
热红外光谱仪 （L'TES）
在亚利桑那州立大学制造，类似OSIRIS-REx的OTES热辐射光谱仪。它将对小行星表面的物质结构和组成进行探测。
无线电科学实验（使用无线电电信硬件）
利用探测器的无线电电信设备和高增益天线衡量多普勒效应从而测量出特洛伊小行星的质量。

其他载荷：

金色牌匾
收录了露西号的发射日期，发射日期时点的行星位置，关于地球大陆的信息，露西号的航线，二十条来自人类的信息（其中有马丁·路德·金、卡尔·萨根和披头士乐团的演讲，诗歌和歌词作品等）。由于露西号并不会离开太阳系或撞毁于地外天体，所以未来的人类将有机会回收这块牌匾。[26]

探测目标

木星及太阳系的小行星
  特洛伊小行星 ·   小行星带 ·   希尔达族 ·   行星的公转轨道
艺术家想象中的特洛伊小行星。

以下为露西号的飞越日期：[27][28]

日期 目标 组别 直径 高度 类别 备注
2022年10月16日 地球 类地行星 12,742公里 300公里 类地行星 重力助推。
2023年11月1日 丁基内什星和丁卫一 小行星 ? 790米 425 公里 V-型小行星 小行星。
2024年12月13日 地球 类地行星 12,742公里 350公里 类地行星 重力助推。
2025年4月20日 小行星52246 主小行星带小行星 4公里 922公里 C-型小行星 一颗位于小行星地带内层的小行星，庶女星碰撞家族成员。
2027年8月12日 小行星3548 希腊营 L4 小行星3548：64公里
（Queta卫星：1公里）		 1,000公里 C-型小行星 位于拉格朗日点L4的木星特洛伊。
2027年9月15日 小行星15094 希腊营 L4 21公里 415公里 P-型小行星 可能是体积更庞大的P-型小行星的碰撞碎片。因为它呈现红色，其地表可能含有丰富的托林。
2028年4月18日 琉刻斯星 希腊营 L4 34公里 1,000公里 D-型小行星 慢速旋转的木星特洛伊，自转周期为466小时。
2028年11月11日 小行星21900 希腊营 L4 51公里 1,000公里 D-型小行星和C-型小行星 一种罕见的木星特洛伊，可能是双小行星。[29]
2030年12月26日 地球 类地行星 12,742公里 660公里 类地行星 重力助推。露西号将成为第一艘到达木星轨道之遥又回到地球附近的的探测器。[30]
2033年3月2日 小行星617-小行星墨诺提俄斯 特洛伊营 L5 小行星617：113公里
小行星墨诺提俄斯：104公里		 1,000公里 P-型小行星 一对木星特洛伊双小行星[31]，以680公里的距离相互环绕。
每时隔六年露西号会交替访问木星特洛伊希腊营L4和特洛伊营 L5。
露西号围绕太阳的飞行路线
  露西号 ·   太阳 ·   地球 ·   小行星52246 ·   小行星3548 ·   木星 ·   小行星617

图集

即将完成组装的露西号
露西号准备发射
远眺露西号发射
露西号升空

参见

参考资料

  1. ^ NASA's Lucy Mission Prepares for Launch to Trojan Asteroids (新闻稿). NASA. 2021-09-28 [2021-09-29]. （原始内容存档于2021-12-08）. 
  2. ^ 2.0 2.1 NASA launched Lucy mission. CNN. [2021-10-16]. （原始内容存档于2021-11-16）. 
  3. ^ Hille, Karl. NASA's Lucy Mission Clears Critical Milestone. NASA. 2019-10-21 [2020-12-05]. （原始内容存档于2021-12-29）. 
  4. ^ Lucy: The First Mission to the Trojan Asteroids. NASA. [2021-10-16]. （原始内容存档于2022-02-19）. 
  5. ^ 5.0 5.1 Chang, Kenneth. A Metal Ball the Size of Massachusetts That NASA Wants to Explore. 纽约时报. 2017-01-06 [2021-10-15]. （原始内容存档于2017-01-07）. 
  6. ^ Why NASA's wild new asteroid mission is one of its weirdest endeavors yet. Inverse. 2021-10-16 [2021-10-19]. （原始内容存档于2022-02-16）. 
  7. ^ Watch a video tour of NASA's Lucy asteroid explorer. Spaceflight Now. 2021-10-06 [2021-10-07]. （原始内容存档于2022-02-16）. 
  8. ^ 8.0 8.1 NASA's Lucy asteroid mission 10 days from launch. Spaceflight Now. 2021-10-06 [2021-10-21]. （原始内容存档于2022-02-16）. 
  9. ^ NASA Awards Launch Services Contract for Lucy Mission. nasa.gov. NASA. 2019-01-31 [2021-03-29]. （原始内容存档于2020-11-30）. 
  10. ^ Leibold, Rob. SwRI awarded US$3 million NASA contract to develop mission to Jupiter's Trojan asteroids (新闻稿). 美国西南研究院. 2015-10-02 [2021-10-17]. （原始内容存档于2022-02-16）. 
  11. ^ PIA16211: Trojan Colors Revealed (Artist's Concept). NASA. 2012-10-15 [2021-10-17]. （原始内容存档于2022-02-16）. 
  12. ^ Dreier, Casey; Lakdawalla, Emily. NASA announces five Discovery proposals selected for further study. 行星学会. 2015-09-30 [2017-01-05]. （原始内容存档于2015-10-02）. 
  13. ^ FY 2021 PRESIDENT'S BUDGET REQUEST SUMMARY (PDF). NASA. [2021-03-29]. （原始内容存档 (PDF)于2020-06-17）. 
  14. ^ Leibold, Rob. SwRI Awarded US$3 Million NASA Contract To Develop Mission To Jupiter's Trojan Asteroids (新闻稿). 美国西南研究院. 2015-10-02 [2021-10-16]. （原始内容存档于2018-04-18）. 
  15. ^ Brown, Dwayne C.; Cantillo, Laurie. NASA Selects Investigations for Future Key Planetary Mission. NASA. 2015-09-30 [2021-10-16]. （原始内容存档于2015-10-01）. 
  16. ^ Clark, Stephen. NASA receives proposals for new planetary science mission. Spaceflight Now. 2014-02-24 [2021-10-16]. （原始内容存档于2020-11-08）. 
  17. ^ Kane, Van. Selecting the Next Creative Idea for Exploring the Solar System. 行星学会. 2014-12-02 [2021-10-16]. （原始内容存档于2019-10-20）. 
  18. ^ NASA Awards Launch Services Contract for Lucy Mission. NASA. 2019-01-31 [2021-10-15]. （原始内容存档于2020-11-30）. 
  19. ^ Foust, Jeff. SpaceX drops protest of NASA launch contract. SpaceNews. 2019-04-05 [2021-10-17]. （原始内容存档于2023-11-02）. 
  20. ^ Jones, Nancy. NASA’s Lucy Mission One Step Closer to Exploring the Trojan Asteroids. NASA. 2020-08-28 [2021-10-16]. （原始内容存档于2021-12-28）. 
  21. ^ Johns Hopkins APL Delivers First Instrument for NASA’s Lucy Mission | APL Civil Space. civspace.jhuapl.edu. [2021-10-01]. （原始内容存档于2022-02-16）. 
  22. ^ Fox, Karen; Johnson, Alana; Jones, Nancy. NASA, ULA Launch Lucy Mission to "Fossils" of Planet Formation. NASA. 2021-10-16 [2021-10-16]. （原始内容存档于2022-02-04）. 
  23. ^ Witze, Alexandra. Five Solar System sights NASA should visit. Nature. 2015-03-16 [2017-01-05]. （原始内容存档于2020-11-25）. 
  24. ^ Johanson, Donald C.; Wong, Kate. Lucy's Legacy: The Quest for Human Origins. Crown Publishing Group. 2010年: 8–9. ISBN 978-0-307-39640-2. 
  25. ^ 存档副本. [2017-01-05]. （原始内容存档于2017-02-01）. 
  26. ^ The Lucy Plaque - Lucy Mission. lucy.swri.edu. [2021-10-05]. （原始内容存档于2022-02-16）. 
  27. ^ 存档副本. [2017-01-05]. （原始内容存档于2015-10-02）. 
  28. ^ 存档副本 (PDF). [2017-01-05]. （原始内容 (PDF)存档于2019-09-21）. 
  29. ^ Noll, K. S.; Grundy, W. M.; Buie, M. W.; Levison, H. F.; Olkin, C.; Marchi, S.; Brown, M. E.; Mottola, S., 15622 - Confirmation of a Binary Companion to 21900 Orus (PDF), Space Telescope Science Institute, 2018-08-22 [2021-10-20], （原始内容存档 (PDF)于2022-02-16） 
  30. ^ Lucy Mission. NASA. [2021-10-15]. （原始内容存档于2021-10-23）. 
  31. ^ Sanders, Robert. Binary asteroid in Jupiter's orbit may be icy comet from solar system's infancy (新闻稿). 伯克利加利福尼亚大学. 2006-02-01 [2021-10-21]. （原始内容存档于2018-12-11）. 

外部链接

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