星塵號（英語：Stardust）是一個美國發射的行星間宇宙飛船，主要目的是探測維爾特二號彗星和它的彗發成分組成。它于1999年2月9日由美國航空航天局發射升空，經過46億公里（29億英里）的旅行，2006年1月15日成功返回艙在地球著陸。此外，星塵號還成功執行了一項名為New Exploration of Tempel 1（NExT）的任務，對坦佩爾一號彗星進行了深入研究。
歷史沿革
星塵號最初的概念始于20世紀80年代，隨著對彗星研究的興趣日益增長，科學家們開始尋求一項專門針對彗星的研究任務。在1990年代中期，隨著深空探測技術的發展，美國航空航天局決定啟動一個名為Discovery Program的低成本、高目標的太空探索項目。星塵號正是在這個背景下應運而生，于1995年秋季被選為NASA的一個Discovery Program任務。1996年開始建造，遵循嚴格的污染限制，采用了一系列新技術和設計，如SpaceProbe深空巴士和Small Spacecraft Technology Initiative（SSTI）的技術指南。星塵號的主要科學目標包括非破壞性地收集彗星塵埃、星際塵埃，并盡可能多地拍攝彗星及其周圍環境的照片。星塵號由洛克希德·馬丁宇航公司設計制造，采用了先進的三軸穩定技術和高效的推進系統。其計算機系統搭載了vxworks操作系統，由風河系統（Wind River Systems）開發。星塵號的電源系統由兩組太陽能電池陣列提供，能夠在遠距離航行時維持電力供應。星塵號的主任務是飛越維爾特二號彗星，同時也在2002年飛越了小行星5535 安妮·弗蘭克。2004年1月2日，星塵號成功飛越維爾特二號彗星，收集到了珍貴的彗星塵埃樣本，并拍攝了彗星核心的高清圖像。2006年1月15日，星塵號的返回艙在猶他州的大鹽湖沙漠成功著陸，標志著人類首次實現了彗星塵埃樣本的返回。星塵號的主探測器在2006年1月15日進行了最后一次變軌操作，以避免重返地球大氣層。同年3月24日，星塵號結束了其使命，進入了休眠模式。2007年7月3日，美國航空航天局批準了星塵號的擴展任務——NExT，使其得以繼續發揮余熱。2011年2月15日，星塵號在NExT任務中成功飛越了坦佩爾一號彗星，為彗星表面的變化提供了新的見解。同年3月24日，星塵號消耗完最后一滴燃料，結束了其輝煌的旅程。
設計特點
星塵號的設計體現了輕量化的特點，其總重量僅為380公斤，主運載倉高度為1.7米，大致相當于一張普通辦公桌的尺寸。星塵號的軟件系統名為vxworks，是一款嵌入式操作系統，由風河系統（Wind River Systems）開發。星塵號的科學儀器包括氣凝膠樣品采集器、彗星和星際塵埃分析器（CIDA）、導航相機（NavCam）以及塵埃罩和監控器。其中，氣凝膠樣品采集器能夠收集彗星和星際塵埃，而CIDA則能夠實時分析塵埃的成分。導航相機主要用于在飛越彗星時定位彗核，并拍攝高分辨率的影像。塵埃罩和監控器則是為了保護飛船在彗發內的高速運動時不受顆粒碰撞的影響。
發射與回收
星塵號于2004年1月2日飛越維爾特二號彗星，從彗星彗發收集到彗星塵埃樣品，并拍攝了詳細的冰質彗核圖片。2006年1月15日，星塵號返回艙在猶他州大鹽湖沙漠著陸，靠近美軍試驗場公路，便于樣品物質運輸。返回艙的速度達到12.9 km/s（28,860 英里/小時），是進入大氣層最快的人造宇宙飛行器。美國航空航天局猶他發言人表示，飛船在不到6分鐘時間內會經過鹽湖城至紐約。猶他西部和內華達州東部可以看到巨大的火球和音爆。這是首次收集彗星塵埃抽樣返回任務，帶采樣返回地球。第二個樣品返回任務Hayabusa，收集小行星塵埃，2005年11月26日發射，2010年6月返回。
結構組成
星塵號的結構包括氣凝膠樣品采集器、彗星和星際塵埃分析器（CIDA）、導航相機（NavCam）以及惠普爾罩和塵埃通量檢測器（DFM）。氣凝膠樣品采集器由超低密度氣凝膠制成，能夠收集各種粒子類型。彗星和星際塵埃分析器（CIDA）能夠實時完成塵埃的成分分析。導航相機（NavCam）主要用于在飛越彗星時定位彗核。惠普爾罩用于保護飛船在彗發內的高速運動時免受顆粒碰撞，而塵埃通量檢測器（DFM）能夠監測環境中微粒的通量和大小的分布。
成果與意義
星塵號的成果豐富，其中包括發現了彗星塵埃中含有有機化合物，包括兩種生物可用氮的有機化合物。此外，還發現了碳氫氧氮（CHON）化合物，以及純碳的存在。星塵號的發現挑戰了傳統的觀點，即彗星從未溫暖到足以融化其冰凍的核心。2014年，科學家宣布在星塵號采集的樣本中發現了可能來自星際空間的顆粒。星塵號的發現支持了生命在宇宙中可能是普遍存在的觀點。
參考資料 >
星塵號.衛星百科.2024-09-14
“蘇梅克”和“星塵號”——兩個探測器的情人節.中國數字科技館.2024-09-14