黎明号小行星探测器，由美国研制，第一个探测小行星带的人类探测器，也是第一个先后环绕谷神星与灶神星这两个体积最大的小行星的人类探测器。2007年9月27日早7时34分从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空，计划耗资3.57亿美元

简介

发展过程

任务介绍

推动动力

黎明号发射

美国东部时间2007年9月27日早7时34分00秒072毫秒（北京时间20时34分00秒072毫秒），美国航空航天局（NASA）的“黎明”号探测器从佛罗里达州肯尼迪航天中心由一枚德尔塔2型火箭运载顺利升空，开始了它长达8年近50亿公里的星际探索之旅。“黎明”号将远赴火星和木星之间的小行星带，探测两颗人类以前从未尝试接触的天体。

简介

“黎明”号计划是第一个探测这个重要区域的人类探测器，也是世界上第一个先后环绕两个天体的无人探测器。此前也曾有航天器飞经体积较小的小行星，并绕其轨道飞行甚至在小行星上降落。在将来，预计还会有更多探测小行星的航天计划。但是，过去从未出现过同一航天器先后环绕两个天体飞行的情况。

来自美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的科学家克里斯多弗·拉塞尔是“黎明”号计划的领导者。

科学家认为，探测灶神星和谷神星将有助于了解太阳系的起源，因此将这个项目取名为“黎明”。整个“黎明”号计划耗资3.57亿美元，其中并不包括德尔塔2型火箭的造价。NASA官员拒绝透露火箭的成本。

发展过程

“黎明”号的发射可谓几经周折，在15年间该计划曾经有过两次因资金不足而被取消的经历，此次升空也比原计划整整推迟了两年。

“黎明”号于2001年正式立项，去年3月由于“经费超支以及技术问题”，美国宇航局下令取消了这项探测计划，“腾出资金进行重返月球乃至登上火星等载人探测项目”。但一些专家不忍“黎明”号就此夭折，经多方游说后宇航局在不到一个月时间内又同意恢复。

“黎明”号配置有摄像机、红外分光计、伽马射线和中子探测仪，此外还装有2个巨大的太阳能板，双翼间距近20米，为它提供穿越太空的能量。

任务介绍

据美国媒体报道，NASA从2007年7月以来就一直为“黎明”号（Dawn）升空做准备。美国加利福尼亚州帕萨迪纳市喷气推进实验室（JPL）项目管理人凯耶尔·巴特尔开玩笑说：“27日对佛罗里达东部巴哈马群岛的居民而言是个特殊日子，因为他们在这一天看到‘黎明’从西边出现。”

为激发公众对探索的参与热情，NASA还推出了“送你的名字去小行星带”的宣传活动。据悉，共有36万人通过网络参与了这次活动，他们的名字被记录在一个5美分硬币大小的微芯片里，27日随着“黎明”号一同飞往太空。NASA还会寄给参与者一份证书，证明名字跟探测器一起到小行星带旅行过。

“黎明”号将于2011年首先探测小行星灶神星，进行6个月的观测后离开，再于2015年赶到谷神星继续观测，整个太空旅行的距离长达48亿公里。灶神星和谷神星是火星和木星之间小行星带里个头最大的成员，科学家希望通过观测研究这两个天体，能够揭开太阳系诞生的线索。

此前，航空界还从未尝试过用一个太空探测器考察两个天体并围绕它们运转。“黎明计划”之所以成功可能都要感谢离子发动机的出现。与传统的航天器化学燃料发动机不同，新型发动机将太阳能转化为电能，再通过电能电离惰性气体氙气的原子，产生时速达14.32万公里的离子流作为推动力。

“黎明”号上安装了3个离子推进器和2个巨大的太阳能板，双翼间距近20米，足以为它提供穿越太空的能量。在最初4天，它的时速将逐渐提高到96公里，12天后达到300公里，1年后将升至惊人的8850公里，而届时消耗的燃料只有15加仑，燃料利用效率是传统化学燃料发动机的10倍。 探索太阳系形成过程。

不少科学家认为，小行星是处于萌芽期但未得到机会成长起来的“行星婴儿”。谷神星、灶神星、智神星和婚神星被称为小行星带的“四大金刚”。

之所以选择灶神星和谷神星进行探测，不仅仅是因为它们个头较大，而且还因为它们与小行星带里的其他天体存在显著差别。灶神星和谷神星都形成于大约45亿年前，据估计，它们都形成于太阳系早期，并且由于木星的强大引力作用而演化迟缓。研究人员希望比对观测这两个天体的演化过程。

据“黎明”号探测器项目首席科学家鲁塞尔介绍，灶神星是与地球类似的岩状天体，太阳系中距太阳较近的天体大多为岩状天体。而谷神星则是典型的冰态天体，这类天体主要位于距太阳较远的轨道上。鲁塞尔说：“这两个极不相同的天体竟然可以位于同一个小行星带中，这是‘黎明’号需要揭示的奥秘之一。”

另外，利用“黎明”号上的同一套科学仪器探测两个不同目标，能便于科学家将两套探测数据进行准确的对比分析，并根据它环绕灶神星和谷神星的运行轨道数据，对比测算这两个天体的引力场等参数。

美国“黎明”号小行星探测器11日被运上发射台，如果一切顺利，它将最早于26日发射升空，飞赴火星和木星之间著名的小行星带，探测那里的两个大型天体——灶神星和谷神星。

多冰的“谷神星”是小行星带第一个被发现的天体，也是体积最大的。科学家推测，“谷神星”25%的成分可能是水，与“灶神星”差别很大。望远镜观测显示，“谷神星”表面布满粘土、碳酸盐和其它形成水所需的矿物质，因此这里也可能为生命形成提供了条件。

“黎明”号此次配有三种科学仪器——摄像机、红外线光谱仪、伽马射线与中子探测器，它将从不同高度对两个天体进行探测，研究太阳系早期环境及形成过。

推动动力

“黎明”号使用离子发动机，离子发动机使用光电转换装置将太阳能变为电能，再通过结构设计使电能 产生电磁场；工作介质在高温下被电离，电子从原子或分子中跑出，丢掉电子的原子或分子带正电，逸出的电子带负电，它们在总体上是呈中性的，这就形成了等离子体；呈中性的等离子体具有导电性，与磁场能相互作用，由电磁感应可以获得产生加速度的力。概括起来说，就是利用太阳能引发的电磁场对载流等离子体产生罗伦兹力的原理，使处于中性的等离子状态的工作介质加速以产生推力。 这种太阳能电火箭比通常使用的化学火箭效率要高10倍，所需推进剂即工作介质较少，可使航天器有更多的空间装载有效载荷。

但是目前的离子发动机的最大缺点是推重比太小，其推力只相当于一张纸对于你的手的压力，显然这样的发动机无法让飞船和探测器脱离地球的重力场，也无法携带大的负载。但这个缺点却被这种发动机在太空中的表现弥补了，由于它优越的比冲量，它最终能把传统的化学火箭远远抛在身后。换句话说，就是尽管传统的火箭发动机有更高的推重比，但是却以很低的比冲量把燃料在很短的时间内消耗光；而现在的离子发动机能持续运转几月甚至数年，这样，尽管推力小，但能通过长时间的积累达到更高的总冲量(impulse，等于力的平均值与它的作用时间相乘的结果)，并最终达到更高的速度。