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曙光號

此條目頁的主題是美國的無人太空探測器。關於關於同名的俄羅斯巡洋艦，請見「曙光號巡洋艦」。

曙光號（英語：Dawn），也稱為黎明號，是美國太空總署的無人太空探測船，於2007年9月27日發射升空，目的是探索小行星帶最大的兩顆原行星：灶神星與矮行星穀神星，是第一架環繞矮行星的探測器，也是首架在任務期間成功進入兩顆太陽系天體軌道（不含地球）的探測器[8]。

曙光號
Dawn
任務類型多軌道環繞探測器
運營方美國國家航空暨太空總署
噴射推進實驗室
國際衛星標識符2007-043A
衛星目錄序號32249
網站dawn.jpl.nasa.gov
任務時長原定9年[1][2]
實際共運作11年1個月又5天
航天器屬性
製造方OSC · JPL · UCLA
發射質量1,217.7公斤（2,684.6英磅）[3]
乾質量747.1公斤（1,647.1英磅）[3]
尺寸衛星本體：
長 2.36 公尺, 高 1.64 公尺,
寬 1.77 公尺
含太陽能板：
全長 19.7 公尺[3]
功率10,000 瓦（距太陽 1 AU 時）[3]
1,300 瓦（距太陽 3 AU 時）[4]
任務開始
發射日期2007年9月27日
11時34分00秒 UTC[5]
運載火箭三角洲二號運載火箭 7925H
發射場卡納維爾角空軍基地 SLC-17B
承包方ULA
任務結束
丟棄形式終止通訊
停用日期2018年11月1日
飛掠火星
最接近2009年2月18日
0時27分58秒 UTC[6]
距離542 公里[6]
灶神星軌道器
入軌2011年7月16日
4時47分 UTC[7]
脫軌2012年9月5日
6時26分 UTC[6]
穀神星軌道器
入軌2015年3月6日
12時29分 UTC[6]
搭載儀器

曙光號花了四年左右的時間抵達灶神星，2012年9月5日結束灶神星的探測任務後前往穀神星。2014年12月1日曙光號開始持續傳回穀神星的高解析度影像[9][10]，而後在2015年3月6日進入穀神星軌道並繞行至今[11][12]。根據統計，曙光號任務自2007年執行至今已傳回6萬9000多幅影像，以及超過132GB的數據。歷經11年的航行及探測任務後，因燃料耗盡，由美國太空總署於2018年11月2日正式宣告其停止運作。但未來仍會停留於穀神星附近軌道中[13]。

計畫歷程

 
黎明號的移動軌跡

黎明號計畫曾多次變更，美國太空總署首次在2003年12月取消該計畫[14]，但是隨後在2004年2月恢復。該計畫在2005年10月中止，但是黎明號計畫到了2006年1月又變成延後進行[15]，即使當時美國太空總署宣佈黎明號計畫狀況未有新的改變。美國太空總署在2006年3月2日再度取消該計畫[16]。

黎明號製造商軌道科學公司（Orbital Sciences Corp., OSC）呼籲美國太空總署提供建造探測器的經費，為了拓展市場，該公司願意放棄獲利的機會。美國太空總署後來重審取消黎明號計畫的決定[17]，然後在2006年3月27日宣佈執行黎明號計畫[18][19]。雖然黎明號計畫原先的成本為3億7300萬美元，但是由於通貨膨脹的緣故，最終的成本總計為4億4600萬美元（2007年）[20]。

設備

曙光號配置有攝像機[4][21]、可見光及紅外線光譜儀[22][23][24][25][26][27]、伽馬射線和中子探測儀等儀器。馬克斯·普朗克太陽系研究所、德國航空太空中心、洛斯阿拉莫斯國家實驗室[4]及義大利太空總署分別提供各種所需的儀器。

任務概要

發射準備

 
黎明號在2007年9月27日於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發射昇空

黎明號在2007年9月27日於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發射昇空[28]。黎明號原先的發射時間為6月20日，但是因為許多因素干擾而延遲三個月之久。

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[29][30]。黎明號原先的發射時間預計為6月20日，但是因為運輸問題延遲至6月30日[31]。因為用來吊起固體火箭助推器的起重機發生故障，所以發射時間推延至7月7日。不過第二節火箭在6月15日已經成功安裝[32][33]。發射時間後來為了避開鳳凰號的預計發射窗口，而繼續推延。鳳凰號後來在8月4日成功發射升空。

發射

黎明號的發射時間重新設置在2007年9月26日[34][35]，然後因為天氣不佳，再度延後到隔天。9月27日發射窗口為07:20至07:49 EDT之間[36]。黎明號最終於07:34 EDT由三角洲二號7925H順利發射升空[37][38][39]，速度為每秒11.46公里[40]。

巡航

 
黎明號在2009年2月通過火星時所拍攝的照片，目標為坦佩高地

黎明號升空之後，離子推力器開始運作，於2007年12月17日開始進入巡航階段[41]。黎明號在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[42][43]。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，不過對於後續計劃沒有影響。這次事件的根本原因為軟體程式錯誤所造成的[44]。

灶神星探測

 
黎明號在2011年7月17日所拍攝的灶神星

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[45]，並於6月12日開始減速，準備在34天後進入環灶神星軌道[46][47]。

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。黎明號在抵達灶神星之前開始減速，每週發布更多照片[48]。

美國太空總署證實黎明號在2011年7月16日進入環灶神星軌道[49]，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尚不清楚，這是由於當時天文學家只能估計灶神星質量與重力場[50]，無法準確得知其數據。後來黎明號已進入軌道，便能反過來計算灶神星的質量與重力場[8]。黎明號在7月17日06:30 UTC重新檢測搭載的設備儀器[51]。

黎明號在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。黎明號後來在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[52][53][54]。美國太空總署在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。美國太空總署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[55][56]。

穀神星探測

曙光號在2012年8月26日離開灶神星公轉軌道，繼續前往穀神星[57]。該探測器於2015年抵達穀神星，比新視野號抵達冥王星還要早五個月，所以曙光號成為了首個近距離探測矮行星的探測器。

2015年1月26日之後，從曙光號拍攝的穀神星圖像超過哈伯太空望遠鏡的分辨率，[58]；而由新視野號拍攝冥王星圖像在2015年5月15日超過了哈伯太空望遠鏡的分辨率。[59]

2015年一月和二月由'曙光號'拍攝的穀神星的圖像
  •  
    從 147,000 英里 (237,000 公里)處，於2015年1月25日.
  •  
    從 90,000 英里 (145,000 公里)處，於2015年2月4日.
  •  
    從 52,000 英里 (83,000 公里) 處，於2015年2月12日.
  •  
    從 29,000 英里 (46,000 公里)處，於2015年2月19日.

參見

參考文獻

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外部連結

 
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