當全世界都在翹首期盼今年7月人類首次造訪冥王星之際，另一項太空任務將提前數月抵達一個離我們更近、更陌生的世界。
名為「黎明號」的小型機器人即將結束其歷時七年、行程31億英里的深入小行星帶的旅程。它透過尾部發射離子束——並在2007年竊取了一些火星軌道能量——以大約每小時450英里的速度緩緩向太陽和冥王星之間最大的未探索天體——小行星——前進。
今年三月，我們將抵達穀神星。它是小行星帶中最大的天體，直徑達590英里，表面積是德州的四倍，質量約為冥王星的十四分之一。雖然從技術上講，它既是小行星又是矮行星，但一些科學家認為穀神星是一顆真正的行星——是我們太陽系中最小的行星。
無論它被列為何種機密，我們對它的了解都少得驚人。像哈伯望遠鏡這樣強大而精密的望遠鏡也只能窺見黎明號探測器進入穀神星軌道後將會觀測到的景象。穀神星表面很可能是一個棕色的、佈滿隕石坑的、類似黏土的物質。但黎明號也有可能從上方觀測到一些更令人興奮的特徵，例如大氣層或噴湧冰凍水的「低溫火山」。
「當我們到達穀神星時，它看起來會非常酷，」行星科學研究所首席執行官兼黎明號探測器科學家馬克·賽克斯預測道。由於穀神星表面附近含有大量水冰，週期性的解凍可能已經使這顆小行星的特徵變得平緩，抹去了它較老的隕石坑。 「也許我們會發現一顆像薩爾瓦多·達利畫作裡那樣的行星，上面的一切都彷彿融化了一般，」賽克斯說。
任務的其他成員正努力以開放的心態看待火星和木星之間，或許也是整個太陽系中最大的疑問。
「這個外星世界的本質是什麼？它長什麼樣子？由什麼構成？它是如何運作的？」黎明號首席工程師馬克·雷曼問道。 “無論我們發現什麼，那裡都會有意想不到的現象。會有一些人們從未想到過的結構或特徵。”
小行星帶中的行星？
18世紀末，天文學家們對火星和木星之間巨大的空隙感到疑惑。波德定律預測那裡應該存在一顆行星，1801年，科學家終於找到了它……某種程度上來說。在長達半個世紀的時間裡，穀神星一直被歸類為行星。然而，隨著望遠鏡技術的進步，科學家在類似的軌道上發現了許多較小的天體。這些天體統稱為小行星帶，而穀神星則被重新歸類為小行星。
2006年，科學家們就冥王星的地位以及「行星」的定義展開辯論，穀神星的身份再次受到質疑。像賽克斯這樣的行星科學家主張，任何引力夠大、能夠保持球形的物體都應該被稱為行星。然而，國際天文學聯合會將行星定義為引力足以清除其軌道上所有天體的天體。冥王星未能通過這項檢驗，穀神星也未能通過。
「那會很酷，因為如果冥王星是一顆行星，那麼穀神星也一定是行星，」麻省理工學院的行星科學家薩拉·西格爾說。
從某種意義上說，穀神星就像一台巨大、圓形、泥濘的時間機器。
研究人員仍在就行星的定義爭論不休，但大多數人認同穀神星很可能是一顆原行星——也就是說，它是一顆在早期發育階段就被「凍結」的胚胎行星。黎明號探測器希望透過造訪穀神星，更深入了解行星的形成過程以及太陽系早期的環境狀況。從某種意義上說，它就像一台巨大、圓潤、泥濘的時光機。
「黎明號」探測器團隊迫切希望了解穀神星與灶神星有何異同。灶神星是另一顆大型小行星/小型原行星，黎明號曾在2011年造訪過它。灶神星乾燥多岩，類似太陽系內行星；而穀神星則更像太陽系外的冰質天體。研究這兩顆天體或許能揭示決定一顆新生行星命運的進程。
尋找生命
穀神星表面之下可能蘊藏著液態海洋。這對正在尋找其他星球生命的生物學家來說令人興奮，因為至少在地球上，凡是有水的地方就有生命。
2014年1月，使用赫歇爾太空望遠鏡的天文學家報告稱，在穀神星中緯度附近的幾個區域探測到了水蒸氣。某種天體正在向大氣中噴射水蒸氣，雖然量非常低，但仍可偵測到。目前尚無人知曉其來源──或許是冰昇華成水蒸氣之類的平淡無奇的過程。但如果說土衛二的蒸汽噴流和木衛一噴發硫磺的火山可以作為參考的話，那麼宇宙就充滿了驚喜。穀神星可能也存在低溫火山，噴湧而出的冰水是由行星表面深處放射性衰變產生的熱量融化而成的。
目前，《黎明報》是了解更多資訊的最佳（也是唯一）途徑。
「從天體生物學的角度來看，這無疑使穀神星變得很有趣，」美國太空總署行星科學家克里斯·麥凱說道，他與黎明號任務並無關聯。
穀神星可能也蘊藏大量的有機分子。再加上水、放射性熱量以及其他潛在能源（包括太陽），穀神星對天體生物學家來說，無疑是一個極具吸引力的目的地。有機分子、水和能量這三者被認為是生命演化所必需的關鍵要素。
“像穀神星和冥王星這樣的小行星可能對了解生命的起源以及生命在宇宙中可能存在的位置至關重要。”
穀神星上存在生命的可能性或許非常非常渺茫。然而，雷曼表示，即便穀神星是一顆毫無生機的星球，我們也能從中汲取無價的教訓。例如，在一個擁有所有生命必要條件的星球上，生命為何無法進化？這又說明了宇宙其他地方生命存在的可能性有多大呢？
如果穀神星內部海洋中真的有微生物，黎明號探測器目前還無法探測到它們。但該探測器的觀測結果可能會影響NASA未來選擇具備生命探測能力的探測任務。
“如果地表下有水，並且通過這些冰火山與地表連通，”賽克斯說，“也許我們可以派出另一支任務去取一些水，然後問問，‘這裡有沒有死蟲子？’”
像穀神星這樣的小型冰冷天體數量遠遠超過地球。事實上，它們是我們太陽系乃至整個宇宙中最常見的類行星天體類型。 “如果冰層融化，生命會在那片區域進化嗎？”賽克斯問道，“它們會不會是宇宙中生命的孵化器？我認為像穀神星和冥王星這樣的小型行星，對於理解生命的起源以及宇宙中生命可能存在的區域至關重要。”
前方路在何方
「黎明號」探測器於2007年9月27日發射升空。自那時起，它沿著螺旋軌跡飛向外太陽系。 2011年7月，它抵達了原行星灶神星，並對其進行了為期14個月的研究。如今，這艘探測器即將抵達它的最終目的地。
計劃到貨後如下：
2015年3月6日：黎明號抵達穀神星軌道。 （註：科學家尚不清楚穀神星引力的確切性質，由於引力會影響探測器的飛行時間，因此所有後續日期均為估算值。）
2015年4月23日：探測器最初在穀神星上空8400英里處繞其運行。在這裡，它開始拍攝照片，分析這顆小行星的表面，並尋找水蒸氣的證據。
2015年6月10日：黎明號下降到2730英里的高度，以便更近距離地觀察。
2015年8月15日：黎明號探測器在910英里（約1460公里）的高空對穀神星表面進行了廣泛的測繪。它從不同角度拍攝照片，使地球上的研究人員能夠逐步建立穀神星地形的三維視圖。
2015年12月20日：黎明號探測器進入其最近的軌道，距離穀神星表面僅230英里（約370公里）——比其首次軌道飛行近了近40倍。 「這就像在你眼前7英寸（約18厘米）處觀看一個足球，」雷曼說。從這裡，黎明號將進行更詳細的觀測。它將繪製穀神星的引力場圖，這將揭示其內部的質量分佈（並可能揭示地下海洋的存在）。該探測器還將使用伽馬射線和中子光譜儀，測量穀神星地殼和內部不同元素的特徵輻射。這將告訴我們穀神星是由什麼組成的。
2016年6月：任務結束。雖然「黎明號」的燃料和太陽能板或許能讓它再運作幾年，但它也可能繼續繞著穀神星運行數百年。
《大眾科學》將在整個任務中持續報導黎明號和穀神星的最新動態。請造訪 popsci.com/ceres 查看我們的完整報導。
更正，2015年1月23日：本文先前版本將未來時間軸日期誤列為2014年。鑑於現已是2015年，這顯然是不可能的。我們對此錯誤深表歉意。
