人从未比在太空行走时显得更为渺小，或更为伟大
语宙。金属小行星。
北京时间今天（10月13日）22时20分许，猎鹰重型火箭从美国佛罗里达州肯尼迪航天中心携灵神星（psyche）探测器发射升空，nasa开启探寻太阳系之源的又一新程。
灵神星任务艺术图（图源：nasa）
灵神星任务档案
探测器尺寸：包括太阳能帆板在内的全尺寸为24.76米×7.34米，与一个单人网球场大小相当。探测器平台：4.9米×2.2米×2.4米，比一辆小货车略大。探测器重量：发射时重2747公斤。探测器电力：分别由5个电池板组成的两套太阳能电池阵列为探测器设备供电，离开地球时将产生21千瓦的电力，绕小行星运行期间将产生2.3至3.4千瓦的电力。探测器推进：探测器有4个霍尔电推进器，一次只启动一个推进器，提供高至240毫牛的推力——大约相当于一枚aa电池施加在手掌上的力。飞行距离：约36亿公里。飞行时间：大约6年。
为什么是灵神星？
探测器的目的地是与它同名的灵神星，一颗位于火星和木星之间小行星主带、形状像颗大土豆的金属小行星。
这颗小行星是意大利天文学家、那不勒斯大学天文学教授安尼巴莱·德·加斯帕里斯（annibale de gasparis）在2023年发现的——那是欧洲天文学迅速发展的时期。它以希腊灵魂女神的名字命名，也被称为16 psyche，因为是人类发现的第16颗小行星。
灵神星直径约280公里，质量约占小行星带的1%，其密度远高于太阳系大多数小天体。天文学家认为，它可能是一颗古老原行星的残余内核。原行星（protoplanet），也就是尚处于形成阶段的胚胎行星。
关于灵神星的起源有几种假说。最早、也是拥有广泛共识的一种理论认为，灵神星的母星在早期形成时与其他大型天体相撞，失去地壳和地幔，残留下了金属核。
第二种假设是：灵神星遭到过破坏，并在引力作用下重新堆积为金属和硅酸盐的混合物。如果是这样，它可能是中铁陨石（硅酸盐与镍铁合金构成的石铁陨石中的一类）的母体。
第三种假说称它可能是类似于谷神星、灶神星的天体，但经历了一种“铁火山作用”，目前仍在冷却之中。火山喷发能够重塑星球表面，并为星球内部构成提供重要线索。地球和其他岩石行星上最常见的火山喷发是熔融的硅酸盐岩石。另一种类型的火山活动是土星二上的低温火山活动，喷发液态水和蒸汽。金属天体是否会喷发“铁流”？有待证实。
虽然火星、金星和地球上的岩石富含铁氧化物，但灵神星的表面似乎没有太多这类化合物，表明其历史不同于太阳系行星形成的普遍过程。那么，如果这颗小行星被证明是行星形成物留下的核心材料，科学家们将了解它与岩石行星形成历史的相似和不同。如果科学家发现它并不是母星的核，则可能属于一类前所未有的原始太阳系天体。因此，灵神星探测不仅可以帮助我们了解太阳系的起源和行星的形成，还可能带来更加惊人的发现。
灵神星建模。
图源：michael k. shepard et al. ）
怎么探测？
航天器启程探测灵神星，标志着人造物体首次飞向金属小行星。
最新研究表明，灵神星可能是金属和硅酸盐的混合物，金属占其体积的30%至60%。科学家们还结合雷达和光学观测数据生成了它的三维模型，显示其表面有两个类似陨石坑的凹陷。但在探测器抵达之前，我们仍然不知道它的实际模样。
发射约一小时后，探测器将与火箭二级分离，自主展开太阳能电池阵列并将其指向太阳。此时，探测器处于“安全模式”。太阳照射至展开的太阳能电池板，探测器则开始旋转其低增益天线，让其指向地球以进行通信。这一系列操作将在分离后约两个小时完成。
稳定的通信一建立，探测器将被配置为运行模式。未来3个月为探测器的调试检查阶段，以确认包括电推进系统在内的所有硬件和软件是否按计划运行。发射后大约5个月开始，4台发动机将逐个工作，带领探测器踏上去往小行星的漫长旅行。
探测器使用霍尔电推系统，携带了1085公斤惰性气体氙。电推系统通过加速、排出氙的带电原子或离子来产生推力，电离后的气体将在太空中尾随探测器，发出科幻般的蓝光。
2023年5月，探测器将飞掠火星并得到重力辅助，在提高速度和改变方向的同时节省推进剂。2023年，探测器抵达小行星，计划在其轨道上停留约26个月，使用多种科学仪器对灵神星进行测绘和研究，以确定它是否真的是一颗星体的核心。
这些仪器中，磁强计将寻找古老磁场的痕迹，磁场可能成为它来自行星形成物的有力证据。伽马射线和中子光谱仪将帮助科学家确定组成小行星的化学元素。多光谱成像仪将提供有关其矿物成分和地形的信息。无线电系统将用于测量小行星的自转、质量和重力场，为了解其内部成分和结构提供更多数据。
此外，探测器上还安装了一项名为“深空光学通信”（dsoc）的技术演示系统，将首次在月球之外测试可能用于nasa未来任务的高数据率激光通信。
测试中的spt-140霍尔电推（图源：nasa）
多方合作的复杂任务
尽管属于nasa深空探测中规模最小、预算最低的“发现”级项目，灵神星任务的费用仍然达到了十亿美元级（有**称9.85亿美元）。
任务由美国亚利桑那州立大学牵头，jpl负责总体管理、系统工程、集成测试及任务运营，劳拉空间系统公司提供1300卫星平台。探测器原计划2023年7月发射，后因产品交付延迟不得不推迟发射。由于jpl同时参与多项深空任务，nasa甚至推迟了veritas金星任务，好让jpl腾出人手专注于灵神星任务。
作为全球现役运载器中仅次于nasa重返月球任务火箭sls的第二大运力火箭，猎鹰重型完成了自己的第8次发射。本次任务所使用的这枚火箭芯级是全新的，两个助推器则为第4次使用，并在发射完成后再次**。
用了两年半时间，nasa的“发射服务项目”在今年初终于认定，猎鹰重型火箭可用于该机构最复杂、优先级最高的任务。“这意味着猎鹰重型经历了痛苦，无论是设计评审、鉴定测试、验收测试、飞行后数据评审还是独立验证工作。”spacex公司民用卫星任务主管说。
进入nasa“太阳系之眼”页面（go.nasa.gov/45k0ovy），可实时查看灵神星探测器的位置。发射约两个月后，任务预计将收到首幅图像。任务团队确认成像设备正常工作后，网页将开始提供来自该探测器的原始图像。
发射升空（图源：nasa）
参考文章：
1. mike wall，spacex falcon he**y rocket poised to launch psyche metal asteroid mission，2. journey to a metal-rich world: nasa’s psyche is ready to launch,3. psyche press kit,
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第 491期
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