一方面，“小行星” (asteroid) 没有出现在最新行星分类中 小天体（小天体（Solar System Small Object)简介简介 另一方面，“小行星”持续出现在业内专业术语中 Univ. Arizon Press, 2015 小天体命名规则 水星撞击坑： 艺术家、作家和音乐家（50年＋3年） John Lennon (1940-1980)，2013年一撞击坑 小行星命名： Asteroid Irene (14th): “a dove carrying an olive branch, with a star on its head” 小行星命名规则 1987 QN7: 1月(A, B), 2月(C,D), 3月(E, F), 4月(G, H), 5月(J, K), 6月(L, M), 7月(N, O), 8月(P, Q), 9月(R, S), 10月(T,U), 11月(V, W), 12月(X, Y). “I”和”Z”没用到. “Q”告诉我们，发现于8月 第二个字母：发现的次序(“I”没有用到). QZ之后是QA1 QN7: 第7次重复, 因此是第？颗发现的？ 主带小行星被发现后，需要4次冲日观测才能正 式确定； 近地小天体：至少2次完整轨道 1987 QN7: 第5000颗被发现的小行星；正式 名称：Asteroid 5000 (1987 QN7) 在这之后，发现者可向IAU建议命名： asteroid 5000 IAU 例外：C/1993 F2被改名为D/1993 F2. 小行星 大行星及其卫星都被化学和地质 作用所改变过； 太阳系中的“原始”材料：小行星 和彗星等小天体： 几乎无：内部热源、地质活动、引力和大气 小行星和矮行星： 主带小行星(Main Belt Asteroids) 近地小行星(Near Earth Objects) 特洛伊小行星(Trojan Asteroids) 半人马天体(Centaurs) 海外天体(Trans-Neptune Objects, TNO) 经典凯依柏带天体(Classical KBOs, CKBOs) 散射盘天体(Scattered disk objects, SDOs) 主带小行星、特洛伊小行星、近地小行星和半人马小行星 1. 小行星带小行星带. 2. 与木星相同，但分开了 60º - 特洛伊(Trojans) 3. 通过地球轨道的椭圆 轨道：跨地小行星: – 近地小行星(NEAs) – 近地物体(NEOs) 4. 半人马小行星: 半长轴在木星和海王星之间 半人马天体(Centaurs)和海外天体(Trans-Neptunian object, TNO) 凯依柏带 散射盘 主带小行星的柯克伍德间隙 思考： 1. 为什么在这里看不 出前页中的柯克伍 德间隙？ 2. 木星没有清理出其 轨道上的特洛伊， 为什么还被定义为 大行星？ • 形状一般取决于尺寸 • 引力把物体压缩为球状 (流体静平衡）. – 谷神星直径940 km，球形 – 三个大于500公里的(Vesta) 多为椭球体 – 小于250公里：不规则 • 所有小行星的总质量~ 月球的4% 爱神星Eros 13✕13✕33公里 爱神星上的Psyche撞击坑： 风化物厚度和成份：？ 褐色部分：受风化作用较大 白色：风化作用较小 NEAR撞击爱神星前最后的照片 NEAR探测器撞击Eros表面前最后一张照片：130米高度，6米宽度 系川小行星与国际空间站大小对比 小天体分类 • 根据光谱和反照率归类 1. C-类类，，包括多于包括多于75%已发现小行星: – 很暗(反照率0.03) – 成份与太阳成份刨去氢、氦和其他挥发 物质大致相同； 2. S-类类, 17% – 相对较亮(反照率 0.10-0.22) – 金属质的铁镍与铁－和镁硅化物的混合体 3. M-类类，，剩余天体中的多数剩余天体中的多数 – 较亮 (反照率 0.10-0.18) – 纯铁镍 4. 其余稀有类（10多种) 密度 • 岩石质 ( ~ 3g/cm3) vs. 金属 (~7g/cm3). • 固态 vs. “rubble pile” • Ida = 2.6 g/cm3 • Eros = 2.4 g/cm3 • Itokawa = 1.9 g/cm3 • Mathilde = 1.5 g/cm3 • Eugenia = 1.12 g/cm3 火卫一福布斯：被俘获的小行星？ 火卫一福布斯：轨道位于同步轨道内部，因此 绕火星公转快于火星自转；每个火星日从西边 升起东边落下两次。
Phobos上孤立的巨石 https://en.wikipedia.org/wiki/Centaur_(minor_planet) J: Jupiter S: Saturn U: Uranus N: Neptune Centaurs: 半人马群 Scattered Disk: 散射盘 Jupiter trojans: 特洛伊 Kuiper belt: 凯依柏带 木星轨道以外的小天体 目前已知的最大几个海外天体 1997海尔－波普彗星海尔－波普彗星 远日点：370.8 AU 近日点：0.914 AU， 轨道周期：2520年 轨道倾角：89.4° 大小：40–80 km 凯依柏带和奥托云 20492049：：100AU ?100AU ?• 彗星＝脏雪球彗星＝脏雪球 • 核核 (很小很小，，10公里左右公里左右)由石块和冰（水冰和干冰由石块和冰（水冰和干冰），）， 一些甲烷一些甲烷CH4和氨和氨NH3 • 慧发慧发 (103 to 105 km 大小大小)为气态为气态，，当彗星接近太阳时当彗星接近太阳时，， 冰升华冰升华，，尘埃颗粒松弛跑掉尘埃颗粒松弛跑掉 • 彗尾彗尾 (105 km到到1 AU长长)—太阳风（太阳离子的稳定流太阳风（太阳离子的稳定流）） 将气体推开将气体推开，，而尘埃继续环绕太阳而尘埃继续环绕太阳 • 1704年年，，Sir Edmond Halley推断于推断于1456, 1532, 1607, 1682出现的彗星是同一个出现的彗星是同一个. • 他的计算结果他的计算结果：：75.7年周期并且预测将于年周期并且预测将于 1758回归回归. • 哈雷没活到那天哈雷没活到那天，，但哈雷彗星回来了但哈雷彗星回来了. • 近日点近日点=0.59 AU; 远日点远日点=35.3 AU 1986年位于近日点的哈雷彗星年位于近日点的哈雷彗星：： 下次回归下次回归：：2061. 小行星和彗星之外的“双面人”： 7968 Elst-Pizarro，别名133P/Elst-Pizarro 1979年：1979 OW7被发现，在影像中完全是点状 1996年：W. Elst和G. Pizarro发现它出现了一条尾巴 133P被发现具有彗尾 至今只有其他4颗类似天体： 2060 Chiron (95P/Chiron) 4015 Wilson–Harrington (107P/Wilson-Harrington) 60558 Echeclus (174P/Echeclus) 118401 LINEAR (176P/LINEAR, previously 1999 RE70) 为什么要研究和探测小天体？?火箭方程的“残暴统治”?• 大部分火箭 ~85-90% 的质量是 燃料！ ?• 想走的越远，需要的燃料越多！ ?“齿轮比”与探测计划?• 在200比1的齿轮比下，造价很快上升到难以承担的程度.? • 如果在火星或月球上建造基站，这样的齿轮比会导致几百 到几千吨设备和消耗品的需求? • 解决方案：将需要的质量分为?– 智慧质量: 计算机、生命支撑系统、电子系统、宇航员? – 沉默质量：空气、水、推进剂、防护装置、建筑材料 ? • 从当地获取沉默质量，从而只为那些无法从当地获取或提 取的“齿轮比”花销? • 这就是所谓的就位资源利用(In-Situ Resource Utilization,ISRU)?（由Dan Britt教授提供）?这并非人类第一次面对类似问题?• 在哥伦布开启的持续了150年的探险黄 金时代期间，解决齿轮比是首要问题? • 所有的探险者都要面对消耗品问题? – 大型帆船的货物载荷有限，载有大量船 员.? – 食品保存技术落后.? – 坏血病等疾病限制了探测的持久? – 以上因素制约着航行的范围和时间?1492年的ISRU • 早期探险者面对的严峻问题：基本的生命支持，包括食物、淡水、船只维修 、海员替换等等。
哥伦布通过建立高级基地的方式来延伸他在西半球的“ 闲逛时间? • 第二次航行建立起了具有1000名居民的拉伊莎贝拉(古巴：La Isabela) ? – 但开农场种植麦子的努力失败了? – 西班牙人不食用当地食物 ? – 殖民者培育了牛和猪等家畜，后来演变为主要企业? – 殖民者第一次在美洲建造了一艘船只：Santa Cruz? • 这次航行后，定居的步伐大大加快?• 哥伦布需要面对的首要问题就是在哥伦布需要面对的首要问题就是在 海地海地(Hispaniola)(Hispaniola)建立起建立起3939名定居名定居 者的高级基地者的高级基地?? – 预想方案预想方案：：定居者将通过贸易和探定居者将通过贸易和探 索来收集补给索来收集补给......但事后并非所愿但事后并非所愿??什么样的局域资源可以被利用??取决于当地的地质情况取决于当地的地质情况 隼号探测器以及系川星 黎明号探测器（2007年发射） 黎明号对谷神星的近期重要发现：亮斑 亮斑的物质成分(2016发现)：? 浓海水上升到表面后结晶析出的硫酸镁 (MgSO4·6H2O)、碳酸钠(Na2CO3) ，以及? 氯化铵(NH4Cl) 或碳酸氢铵 (NH4HCO3)?谷神星可能是距离地球最近的拥有地下海洋的天体！?陨石 • 流星体：空间中的碎块. • 流星：划过天空的火球. • 陨石：落到地面的岩石. • 分类： 1. 原始 – 岩石和金属的混合体 2. 经过分异的– 石质或金属(从经历过分异的小行星或其他母 体而来). • 通过光谱比较确认陨石母体: – 小行星(e.g. 灶神星Vesta) – 月球 – 火星 陨石 Primitive Processed: stony-iron Processed: iron 我国自主探测小行 星的开始：嫦娥2号邂 逅Tutatis小行星 行星环?研究意义？?发现历史 ?形成时间和历史？?为什么是平坦的？?环中颗粒尺寸分布？?研究意义：不但有壮观的外表，而且是复杂的物理系统：提供星系 和原始星云的相似性“实验室”?海王星的“部分环” 行星环：?行星科学探测最诱人的标志之一?不但有壮观的外表，而且是复杂的物理系统：提供星系和原始星云 的相似性“实验室”；? 土星共有7套光环，除了 E环外都具有复杂的结构， 而E环是由微米级颗粒组 成的稀薄而半透明 (diaphanous)的薄环 土星卫星起着“牧羊 犬”的作用，使得环中 颗粒保持在一定轨道位 置 颗粒尺寸从微米、厘米 到米级 196 - August 1983 “Dynamical Ephemeral Bodies“ in Saturn's Outer Ring B http://www.psi.edu/about/staff/hartmann/pic-cat/199-100.html 土星环的艺术家假想图（土星环的艺术家假想图（3030多年前多年前，，根据光谱＋光度等信息推断出的根据光谱＋光度等信息推断出的））??太阳星云(原始的气体和尘埃的。