美国宇航局的一艘航天器正在绕一颗小行星运行，这是一件大事

虽然新视野号在假期期间满足了全世界对太空故事的大部分渴望，但还有另一个成功的故事值得一看：美国宇航局的 OSIRIS-REx 太空船经过两年多的太空飞行终于进入了小行星贝努的轨道。12 月 31 日下午，距离地球约 7000 万英里的贝努打破了太空中人造航天器在其轨道上运行的最小物体的记录。

这不是 NASA 的常规操作。试图将航天器送入像 Bennu 这样的物体的轨道是一个充满挑战的过程。NASA 的团队最终不得不考虑可能导致整个过程脱轨的无数变量。

OSIRIS-REx 目前位于距离贝努中心约一英里的椭圆轨道上，需要 61 小时才能完成一次旋转。贝努本身的直径约为 0.3 英里，质量约为 780 亿公斤。质量越大，引力越大——这使得较小的物体能够进入围绕较大物体的稳定轨道。不幸的是，贝努的质量很小，这意味着它拥有地球引力的 0.000005 倍，这意味着任何物体都相对容易逃离引力场并继续漂浮在太空中（或者如果移动速度过快，会撞上贝努本身）。哎呀。

OSIRIS-REx 任务轨道测定小组负责人杰森·伦纳德 (Jason Leonard) 表示：“[贝努] 接近于可以实现围绕天体稳定轨道运行的最小物体。[贝努] 的大小是最大的障碍。”但这颗小行星的大小也是他们选择它的原因——因为某种类型的轨道实际上是可以实现的。“任何其他情况都可以让航天器逃离 [轨道]。”

当小行星的尺寸和重力与其他力相互作用时，它们的影响往往会加剧。例如，OSIRIS-REx 团队最初想看看是否有可能实现圆形轨道，但正如 Leonard 解释的那样，团队很快意识到，阳光产生的压力加上 Bennu 微弱的重力足以将航天器推离轨道，从而导致其轨道出现摆动和应变。

“在我们真正了解贝努的形状、质量和运动方式之前，我们遇到了许多早期挑战，这导致许多预计的轨道会来回移动，”他说。实际上，直到 12 月初 OSIRIS-REx 终于抵达小行星时，该团队才知道贝努的质量或重力场是什么样的。这些未知因素都没有引起人们的严重担忧，即 OSIRIS-REx 会突然脱离轨道或被抛入太空，但显然，如果没有稳定的轨道，就无法真正开展稳定的科学工作。

伦纳德说，该团队的应对措施是确保“轨道冻结，这在某种程度上将其他扰动力考虑在内，以帮助固定 [OSIRIS-REx] 的轨道，因此这些其他限制都不会对其产生影响。”地球上方的人造卫星通常采用冻结轨道，以最大限度地减少太阳压力、重力和航天器运动对轨道漂移的影响。

下一步，轨道确定小组将密切关注引力、小行星质量重新分布、热压、推进器点火、太阳压力和其他可能影响航天器绕小行星运动的物理因素。6 月份，该小组将把 OSIRIS-REx 移到更近的轨道，距离小行星表面约半英里。

如果确实发生了意外情况——更可能是航天器的硬件或软件出现了不可预见的问题，或者是机载传感器发现的异常——该团队有一个内置的安全机动装置，可以让 OSIRIS-REx 逃离贝努的轨道并朝着太阳飞行，直到问题得到解决。

“到目前为止，一切都进展得非常顺利，”伦纳德说。“一开始，我们制定了很多应急计划。我们为能想到的每一种可能情况都做了计划。但这些都没有实现。”贝努的质量低于预测，但这对轨道插入计划的影响微乎其微。“航天器的表现比我们预期的要好得多。”

许多旨在将贝努等小天体送入轨道的技术都是近十年左右才出现的。有些技术实际上是根据欧洲航天局的罗塞塔号或日本宇宙航空研究开发机构的隼鸟 1 号和隼鸟 2 号等任务的经验改进的。可能最大的教训来自美国宇航局 90 年代末和 21 世纪初的近地小行星会合-舒梅克任务，该任务研究了近地小行星爱神星。

关键的区别在于，这些任务“不需要达到到达这颗小型小行星表面所需的精度”，伦纳德说。毕竟，OSIRIS-REx 任务的最关键部分之一是收集小行星样本，然后将其带回地球进行实验室研究。

OSIRIS-REx 和 Bennu 的前景一片光明，随着事情的进展，兴奋感只会越来越强烈。“从 Bennu 第一次以光点或光斑的形式出现在我们的相机中，到现在整个世界都充满了巨石和地貌，这几个月来，我们团队的热情真的被激发了，”Leonard 说。“我们正处于深空探索工程和科学的十字路口。”