露西號:一趟旅行,追訪太陽系的童年
露西號是首個探訪木星特洛伊小行星群的探測器,2021 年 10 月發射,將用 12 年飛掠 8 顆小行星,解讀太陽系形成之初留下的“化石”。

想在一次旅行裡拜訪 11 個彼此相隔遙遠的小世界,飛船該怎麼走?露西號(Lucy)給出的答案是:反覆借地球引力改變軌道。它於 2021 年 10 月 16 日 發射,是首個專程探訪木星特洛伊小行星群的探測器;按現有任務計畫,它將飛掠主小行星帶和特洛伊群中的 11 顆小行星。

名字的由來:從一塊古人類化石說起
探測器的名字來自 1974 年在衣索比亞發現的著名古人類化石"露西"——一具約 320 萬年前的南方古猿阿法種骨架。這塊化石曾極大改寫了人類對自身演化的認識,而任務團隊希望,探測器露西也能同樣照亮太陽系的"童年"。化石露西的名字又源自披頭士樂隊的名曲《Lucy in the Sky with Diamonds》,於是這艘飛船還帶著一點浪漫的搖滾血統:它真的飛向了"鑲滿鑽石的天空"。
史無前例的複雜航線
露西號由宇宙神 5 號火箭送入太空。由於化學火箭無法把它直接推往木星軌道,任務設計師安排了一條堪稱"軌道藝術"的路線:探測器將三次飛掠地球,藉助地球引力一次次"彈弓"加速,先後抵達木星軌道前方和後方的兩團特洛伊小行星群。整個航程跨越約 64 億公里,途中還要在主小行星帶內進行兩次"熱身"飛掠。如此多目標、多次借力飛行的航線,在行星探測史上前所未有。

特洛伊小行星:太陽系形成的"化石"
特洛伊小行星聚集在木星軌道上、位於木星前後各 60 度的 拉格朗日 L4 與 L5 點 附近,在那裡太陽與木星的引力達成微妙平衡,使它們被"困"了數十億年。科學家認為,它們是約 45 億年前行星形成時殘留下來的原始星子,可能在巨行星早期遷徙時被捕獲到今天的位置。值得注意的是,兩團小行星的顏色和成分差異明顯,有的偏紅、有的偏暗,這暗示它們來自太陽系不同區域——解讀這批"化石",就能反推行星誕生與搬家的歷史。

探測器構造與科學載荷
露西號由洛克希德·馬丁公司建造,最醒目的是兩面直徑 7.3 米 的圓形太陽帆板,展開後整器寬逾 14 米。當飛到距太陽最遠約 5.7 天文單位處時,帆板只能提供約 500 瓦電力,露西也因此成為依靠太陽能飛得最遠的探測器。所有科學儀器都安裝在一個可精確指向的儀器平臺上:高解析度相機 L'LORRI 負責拍攝表面細節,彩色成像與紅外光譜儀 L'Ralph 分析表面成分,熱輻射光譜儀 L'TES 測量表面溫度與熱慣量,另有兩臺跟蹤相機 T2CAM 用於飛掠時的自動瞄準。

為什麼只飛掠,不停下來環繞?
這些目標分散在不同軌道上,露西號若為每一顆小行星都減速、入軌再離開,需要攜帶遠超現實的燃料。飛掠就像從行駛的列車窗邊快速拍照:相遇時間短,卻能靠精確瞄準獲取清晰影像、顏色、溫度和質量線索。
由於訊號傳到地球需要幾十分鐘,近距離相遇時不能等地面逐個下命令。探測器要自己盯住目標,在幾小時內完成一套提前排練好的觀測動作。
已經到訪與將要到訪的目標
2023 年 11 月,露西號飛掠主帶小行星 丁基內什,意外發現它身邊還有一顆直徑約 220 米的小衛星“塞拉姆”,而且塞拉姆本身是一對相互接觸的雙瓣天體。2025 年 4 月,探測器又飛掠了細長的小行星唐納德約翰遜。按目前計畫,露西將在 2027 至 2028 年間陸續造訪歐律巴忒斯、波呂墨勒、琉科斯和奧魯斯等特洛伊小行星,並在 2033 年 3 月飛掠 帕特羅克洛斯—墨諾提俄斯雙星。這些未來節點仍取決於飛船狀態和軌道執行情況。

三維模型來源
本應用的三維外觀改編自 露西號 Lucy。murilo.kleine;CC BY 4.0,保留作者署名、來源與許可連結。2019 年概念模型,作者說明並非科學精確復原。 模型經過減面、壓縮和顯示適配,畫面中的尺寸與初始姿態用於觀察示意,並非遙測姿態。 許可:CC BY 4.0。
三維模型的主體採用金色、香檳色與冷色結構件的展示配色,配合柔和的觀察用反光增強材質層次;這些顏色並非實物色彩的精確復原。


