初期，天文学家只能用千里镜对于小行星举行不雅测，但纵然用最年夜的千里镜，也只能不雅测到针尖巨细的光点。
随着航天技术生长，科学家于使用空间探测器开展行星探测使命时，有时会让探测器于途经小行星时“搂草打兔子”，顺路拍几张照片。1991年10月，美国伽利略号木星探测器飞掠盖斯普拉小行星，第一次拍回小行星的特写镜头。2012年12月，我国嫦娥二号也于实行拓展使命历程中，与图塔蒂斯小行星擦身而过，并对于其举行了光学成像。这是国际上初次实现对于图塔蒂斯的近间隔探测。
不外，不管是天文不雅测另有是掠过式探测，都存于间隔远、时间短、分辩率低等不足。上世纪90年月以来，专用小行星探测器接踵亮相。
1996年2月，美国尼尔号小行星探测器发射升空。它的重要目标是获取第433号小行星——爱神星的物理及地质特征，确认其矿物组成及元素身分。
千亿球友会- 2000年2月，尼尔号进入围绕小行星运行轨道。今后3个月里，它逐渐接近爱神星，经由历程搭载的6台仪器，获取爱神星的尺寸、质量、密度、磁场、岩石身分以和元素组成等情况。2001年2月12日，尼尔号下降于爱神星外貌，成为世界上首个于小行星外貌着陆的探测器。
2003年5月9日，日本发射该国首个小行星探测器——隼鸟号，飞向位在地球及火星之间的丝川小行星。隼鸟号共收罗了约1500颗微粒样品，总质量约0.0018克。
于火星与木星之间的小行星带里，有两颗闻名小行星：灶神星及谷神星（国际天文学结合会2006年提出新界说，将谷神星升格为矮行星）。它们都形成在太阳系初期，而且由于木星引力作用而演化缓慢。灶神星是与地球近似的岩状天体，谷神星则是典型的冰雪天体，如许两个极不不异的天体竟能同处一个小行星带，令科学家充满好奇。
2007年9月27日，美国平明号小行星探测器升空，最先了围绕灶神星及谷神星的探测之旅。颠末近4年漫长旅行，平明号在2011年7月飞抵灶神星，缭绕它运行了14个月，收罗了数据及图象。2015年3月，平明号进入谷神星轨道，于这里完成为了全数任务，直至2018年其燃料耗尽，与地球掉去接洽。
近20年，国际上另有发射了隼鸟2号等多个小行星探测器，探测方式包罗伴飞、附着、取样返回、撞击等多种情势。（付毅飞）
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