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  会合-舒梅克号主要任务是以将近1年的时间绕行爱神星来研究它的结构。爱神星是一颗S-型小行星,大小为13× 13 × 33公里,是近地小行星中体积第二大的。会合-舒梅克号最初的轨道半径为200公里,后来轨道在2000年4月30日逐渐缩小为50 × 50公里,然后在2000年7月14日减少到35 × 35公里。这个轨道是以超过1个月的时间扩张至200 × 200公里,然后在2000年12月13日慢慢下降,变成35 × 35公里的逆行轨道。会合-舒梅克号最终在2001年2月12日降落于爱神星上。  一些科学家声称会合-舒梅克号最终的目标是发现地球上的陨石与爱神星之间的关连,因为一旦科学家拥有爱神星足够化学成分的数据,就可以了解爱神星与其他S型小行星之间的关系,而这些陨石被认为是从S型小行星(也许是爱神星本身)上脱离出来的。会合-舒梅克号并没有证实或否定这个关联,让科学家感到满意。但是不可否认的,会合-舒梅克号的研究数据对于小行星领域的研究有极大的贡献。

  在三角洲7925-8运载火箭(一个三角洲二号运载火箭火箭引擎与9个捆绑式固体火箭助推器及Star 48(PAM-D)的第三阶段火箭)发射会合-舒梅克号后,它离开地球轨道,进入第一部分的巡航阶段。会合-舒梅克号大部分的巡航阶段处于最低限度的活动-「休眠」状态,然后在飞越直径61公里的小行星梅西尔德星的前几天结束休眠状态。  会合-舒梅克号在1997年6月27日以1200公里的距离在协调世界时12:56飞跃梅西尔德星,当时的速度为9.93公里/秒,并传回一些影像和其他测量数据。这次飞越探测贡献了500张照片,涵盖梅西尔德星60%的表面,并根据重力数据计算出梅西尔德星的大小与质量 。  会合-舒梅克号在1997年7月3日进行第一次主要的太空姿态调整。会合-舒梅克号的速度因此每秒减少279米,而近日点则从 0.99天文单位降低至0.95天文单位。而地球的重力助推则发生于1998年1月23日协调世界时7:23。当时会合-舒梅克号最接近的地球为540公里,并改变轨道倾角从0.5度增加到10.2度,而远日点则从2.17天文单位降低为1.77天文单位,更接近爱神星。

  会合-舒梅克号于2000年2月14日协调世界时15:33(美国东部时间上午10点33分)后进入爱神星的轨道,而会合-舒梅克号总共花费将近13个月的时间运行日心轨道,来逐渐进入爱神星的轨道。太空船会合爱神星的机动调整完成于2月3日协调世界时17:00,将太空船的相对爱神星的速度由19.3米/秒减缓至8.1米/秒。另一次机动调整则发生在2月8日,将相对速度略为增加至9.9米/秒。会合-舒梅克号分别在1月28日、2月4日与2月9日搜索爱神星的卫星,但是没有任何发现。这次探测是基于科学上的目的,并减轻与任何一个卫星碰撞的可能。会合-舒梅克号在2月14日进入321 × 366公里的轨道来绕行爱神星。然后太空船在7月14日慢慢进入35公里的圆形极地轨道。会合-舒梅克号在极地轨道上停留10天,然后在2000年9月5日回到100公里的轨道。10月中旬的一次机动调让太空船在10月26日协调世界时07:00在距离爱神星表面5.3公里的位置掠过。

  太空船在移动到200公里的圆形轨道后,接着将轨道从接近极地的顺行轨道移动到靠近赤道的逆行轨道。会合-舒梅克号于2000年12月13日回到35公里的低圆形轨道。从2001年1月24日开始,太空船开始一系列的近距离飞掠(约5至6公里)爱神星的表面,并在1月28日以2至3公里的距离通过该小行星。然后会合-舒梅克号在2月12日在协调世界时20:01左右(美国东部时间下午3时01分)缓慢降落到爱神星南部一个鞍形特征的地区。令科学家感到惊喜的是,会合-舒梅克号在降落后仍未损坏,着陆速度估计为每秒1.5到1.8米(因此会合-舒梅克号成为第一个软着陆在小行星上的探测器)。在深空网络延伸天线接收到讯号后,太空船的伽玛射线光谱仪重新规划来从大约4英寸的高度收集爱神星的数据,它的感应度在小行星表面比绕行轨道上更敏感10倍。  在会合-舒梅克号关闭之前,科学家在2001年2月28日(美国东部时间)晚上7时接收到它发出的最后一个资料信号。2002年12月10日最后一次尝试与太空船连络并未成功。
会合-舒梅克号(Near Earth Asteroid Rendezvous - Shoemaker)是美国太空总署的太空探测卫星,会合-舒梅克号这个名称则是为了纪念天文学家尤金·舒梅克(Eugene M. Shoemaker)而命名的。会合-舒梅克号计划主要目标是以超过1年的时间研究爱神星,并传回爱神星内部构造、组成、矿物学、质量分布及磁场等数据。次要目标则包括研究风化层的特性、小行星与太阳风的相互作用、小行星表面可能出现的地质活动(例如尘埃或气体)及小行星的自转状态。这些数据将帮助科学家理解小行星的普遍特征,陨石和彗星之间的关系及太阳系早期的情况。为了达成这些目标,太空船配备一台X光/伽玛射线光谱仪、近红外线成像光谱仪、装有CCD成像探测器的多重光谱照相机、激光测距仪和一个磁力计。科学家也使用近距离追踪系统进行无线电科学实验来估计小行星的重力场。仪器的总重量为56公斤,并需要81瓦特的电源来运转。会合-舒梅克号也是第1艘登陆小行星的探测器。