作者：鸑鷟鹓鶵
编辑：Yuki
生老病死，不仅仅是人类的话题，也是宇宙中永恒的话题。
人类向太空发射的探测器们也要面对自己的宿命，待到他们寿终正寝时，可能会像“卡西尼”（Cassini）号在土星大气层绚烂的陨落；或是像“信使号”（MESSANGER）那样在水星地表制造了一个新的撞击坑，安眠其中；再或是像“先驱者10号/11号”（Pioneer 10/11）那样寂静地漂泊于天际。
这一次，一个名为“ 黎明号 ”（Dawn）的小行星探测器和我们永别了，它的燃料已全部耗尽，于2018年11月1日被宣告正式退役。
作为唯一一颗同时环绕过两颗地外天体的探测器，它仍将继续陪伴它的第二任“伴侣”——谷神星，度过数十年乃至更久的时光 。
（“黎明号”和他最后一位伴侣——谷神星|NASA）
（因寄所托）
时间回到18年前，在2000年，NASA的“探索”（Discovery）计划征集2艘深空探测器，探索计划的预算只有可怜的3亿美元，相当于NASA当年财政预算的2.2%，是最廉价的深空探测计划。但是，那一次报名的项目多达26个！
为了从26个项目中脱颖而出，黎明号小行星探测器选择了当时很少有人涉及的区域—— 小行星带 。它的主要探测对象是小行星带最大的两颗天体—— 灶神星和谷神星。 这两颗天体占了小行星带45%的总质量，一颗很“湿”，蕴含着水冰，另一颗却很“干”。究竟什么样条件的岩石行星才能保住生命之源的水，可能对于回答地球生命起源有关的问题有所帮助。
（灶神星（左）、谷神星（中）和月球（右）的相对大小|NASA）
黎明号小行星探测器，原本预计于2006年发射升空。
但很快，“探索”计划却遭遇了一系列意外，让黎明号的启程异常坎坷。
由于受到“彗核之旅”号失败的影响，以及新的“探索”计划项目总是超出预算，诸多因素下，“黎明号”探测器的项目进入了跌宕起伏的拉锯战：
2003年12月，黎明号探测器的项目被取消；
2004年2月，仅仅3个月后，项目又被重新启动；
2005年10月，项目处于暂停状态；
2006年1月，项目状态被修改成“无限期推延”；
2006年3月2日，项目被再一次取消；
直到3月27日，NASA才宣布保留这个项目。
吃了定心丸的轨道科学公司在仅仅半年后，就完成了“黎明号”的制作和加工。
（一室之内）
为了让黎明号能在太空中照顾好自己，众多工作人员的倾注了大量心血，让黎明号拥有了一个1.64m*1.27m*1.77m的精致“小房间”。
探测器的基本框架则借鉴了轨道科学公司（Orbital）的第一款探测器“深空1号”，预计设计寿命10年，所有系统都有备份和自动错误检测，当其中一套系统故障时，会自动切到另一套系统中。
（探测器的核心是一个巨大的石墨复合材料圆罐和一个小罐，用于存放巨量的氙（425kg）和少量的肼（45.6kg）。）
围绕着这个圆罐，工程师们用铝芯的石墨环氧树脂面板搭建了内部的基础框架，所有处于内部的子系统都安装在框架上。
和绝大多数探测器不同的是，黎明号小行星探测器是NASA的第一艘用离子推进器取代常规化学推进器的深空探测器。因此， 动力子系统是黎明号最特别的地方 。
常规探测器使用化学能推进，这一推进方式推力大，但消耗也大，能持续的推进时间短，携带的燃料往往会受到限制。而 离子推进 这一方式的缺点是推力小，但却可以稳定、长时间的推进，消耗的工质也不多，十分适合工作时间长，速度变化并不是很大的轨道，这正是黎明号探测器所具备的。
（工程师们正在安装其中的一台离子推进器|NASA）
3台离子推进器，一台安装于前方，一台位于后方，还有一台位于正下方。每台推进器的喷嘴直径有33cm，长41cm，重8.9kg。
至于推力，推进器在3100s的高比冲下能提供92毫牛顿的推力，但离子推进器可以连续开机好几个星期，累积产生的速度变化足以满足需要。实际的推力在19毫牛顿到92毫牛顿之间，并且分了112个档位，可以说做的非常细致了。
为了深入了解小行星，黎明号一共携带了3款仪器：可见光与红外光谱仪VIR、相机FC和γ射线及中子探测仪GRaND。而由于经费原因，原本计划携带的磁力计和激光高度计并没有成行，令人惋惜。
装备配齐，接下来就是各种环境试验和性能测试以及等待发射了。
（建造中的“黎明号”|NASA）
2007年4月，黎明号抵达发射场，并计划于6月发射。可能是黎明号“脾气太倔”，发射前的准备仍然是一波三折：
先是由于运输配送不及时，黎明号推迟了10天；
再由于发射场起重机坏了，助推火箭无法按时安装，于是又推迟了7天；
一把扳手不幸砸坏了黎明号太阳能帆板的一小块，发射再次推迟；
天气因素造成推迟第一次；
由于这次发射太耽误时间了，8月让位于发射窗口更紧张的“凤凰号”火星探测器，发射推迟到了9月；
天气因素造成推迟第二次；
最终的发射时间定在了2007年9月27日 。这一天，德尔塔II型火箭将黎明号送上了太空。
（携带“黎明号”进入太空的德尔塔II型火箭|NASA）
（俯仰一世）
和所有节约成本的探测器一样，黎明号并没有径直奔向探测目标，而是选择了更省力省钱，却需要更多的耐心、更远的距离和更漫长的时间的轨道—— 霍曼转移轨道 。
当然了，地球和小行星带之间还有火星，这个加速的机会不能浪费。
于是，“黎明号”探测器的旅程可以被描绘成多段霍曼转移轨道和一段火星引力弹弓加速：
地球-火星霍曼转移轨道
↓
火星引力弹弓加速
（2009年2月17日）
↓
火星-灶神星霍曼转移轨道
↓
灶神星捕获及环绕轨道
（2011年7月16日~2012年9月5日）
↓
灶神星-谷神星霍曼转移轨道
↓
谷神星环绕轨道
（2015年3月6日~至今）
（“黎明号”轨道示意图，作者汉化|NASA）
黎明号首先经过的是 火星 。2009年2月17日，“黎明号”从距离火星549km的高度擦肩而过，这个距离大约相当于从深圳到厦门。这次火星飞掠也是检测探测器上仪器的好机会，不过由于软件错误，直到飞掠后两天，探测器才从安全模式恢复过来，匆匆地看了火星几眼，就踏上了下一程的旅行。
每一段霍曼转移轨道都意味着漫长的等待，但等在前方的，就是人类未知的世界了，每一段旅程都充满新的惊喜。
2011年5月3日，黎明号在120万千米之外看到了灶神星，这片未知的广阔世界从此被揭开。
（欣于所遇）
2011年7月16日，是黎明号投入灶神星怀抱的第一天，由于被灶神星俘获芳心，专注于摆POSE，天线都没有朝向地球，完全“忘了”要和地球联系这档事。直到一天后，“黎明号”才缓过神来，向地球报了声“洞房花烛夜”的喜讯。
（“黎明号”绕飞灶神星的轨道gif|wiki）
这是 人类第一次近距离看到灶神星 ——小行星带第二大的天体。由于在2006年，国际天文联合会IAU定义了矮行星，谷神星和冥王星一升一降，都成为了矮行星，因此灶神星成为这里最大的一颗小行星。
2011年12月8日， “黎明号”开始和灶神星亲密相处，最近的距离只有210千米。在这个距离上，灶神星的“黑斑”（黑点）和“皱纹”（裂缝）都清晰可见。
在科学家们看来，这些裂缝沟壑可能是被液态水侵蚀的结果。灶神星，可能是太阳系形成岩石行星的过程中唯一剩下的大型小行星了，剩余的同类大多通过碰撞，形成了如今内太阳系的大行星（水星、金星、地球、火星）。
2012年8月26日，是地球指派黎明号于灶神星“分手”的日期 。黎明号可能有些依依不舍，于是上演了一场动量轮故障的戏份，成功的将告别的日子推迟了10天。
而且，“黎明号”在路上明显不配合。撇开陆陆续续出现故障的动量轮不说，2014年9月，“黎明号”又坏了一个离子推进器，地面的工程师们不得不紧急更新转移轨道。由于离子发动机的推力很低，因此任何调整也需要慢慢实现，即一定要和黎明号“磨性子”。
除了性子慢，黎明号的脾气也是够犟了，自打人们硬生生的拆散了“黎明号”和灶神星，它就开始不愿和人们交流。在离子推进器坏了之后，高增益天线就没怎么对准过地球，仅依靠低增益天线来维持只言片语的联系。
2014年12月1日，黎明号拍到了谷神星的第一张照片，不过直到2015年1月29日，黎明号才拍到了比哈勃太空望远镜更清晰的图像。
而由于黎明号已经陆续坏了两个动量轮，都不怎么正眼“看”谷神星了。地球上的工程师们自然很着急，他们重启了黎明号的计算机，增加肼推进器调整探测器姿态的作用，这才逐渐把黎明号的哄好了一点。
2015年3月6日，黎明号在61000km远的地方被谷神星俘获，这是人类借助探测器第一次造访一颗矮行星 。仅三个月后，“新视野号”就实现了第二次——飞掠冥王星。
（“黎明号”绕飞谷神星的轨道gif|wiki）
接下来，“黎明号”也像一步一步走近灶神星那样，一步一步环绕着贴近谷神星，从13 500km，到4 430km，到1 480km的高程地图测绘高度，以及最近的375km低程地图测绘高度，这个高度要低于谷神星的半径。
就这样，渐渐的，“黎明号”和谷神星相依相随。
（老之将至）
2016年6月30日，黎明号圆满完成了谷神星的探测任务，开始了返聘生活。
有人说，让黎明号去2号小行星智神星如何？不了，智神星的轨道倾角太大，路不好走，黎明号“腿脚”不太方便；
又有人说，去145号小行星导神星如何？根据计算，到导神星的时间要到2019年5月，科学价值可能也不太高。
NASA的科学家们最终觉得，黎明号毕竟年事已高，还是让它继续长期陪伴谷神星吧。
到了2017年的6月30日，黎明号返聘期满一周年了，这时的黎明号收到了返聘的续约，继续发挥余热。
（“黎明号”离子推进器关闭 gif |NASA）
2018年6月29日，地面工作人员遥控关闭了黎明号的离子推进器，这一次，是永远的关闭了。从2007年10月6日离子推进器启动，已经接近11个年头，其中离子推进器一共运行了5.87年。
黎明号是真的老了。
然而，在“手脚”已经停工之后，黎明号继续用“眼睛”来观测谷神星，用“嘴”和“耳朵”和地球联络，继续坚持对谷神星长期信息的收集。
在离子发动机关机之后4个月，用于调整姿态的肼燃料消耗殆尽，它再也不能摆POSE了。
为了保护黎明号和谷神星，工程师们为其设计了最终的轨道，确保至少在未来20年内，黎明号不会撞向谷神星。
在这个轨道上，黎明号将安享晚年，直到寂静之后，也还陪伴的谷神星周围，那里，是它最终的归宿。
作者名片
排版：小爽
题图来源： NASA
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