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隼鸟2号即将“惊险”着陆

科普小知识2022-02-03 19:41:49
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隼鸟2号探测器在着陆演习中捕捉到了自己的影子。资料来源:JAXA

2010年,日本隼鸟号探测器首次将从小行星收集的样本带回地球,创造了历史。然而,长达7年、40亿公里的奥德赛导致了太阳能电池板退化、大量机械故障、燃料爆炸、航天器坠落,以及与地面控制系统通信中断两个月。当项目回来时,隼鸟2号的科学家和工程师决定避免这种戏剧性的事件。他们加强了组件,增强了通信能力,并彻底测试了新技术。[科学相关文章]

现在,目标小行星“龙宫”即将迎来新的惊喜。“通过研究每颗小行星的细节,我们希望找到至少一些适合着陆的平坦区域。”日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)下属的空间和空间科学研究所(ISAS)的隼鸟2号项目负责人Yuichi Tsuda说。然而,当探测器在2018年6月到达距离地球2.9亿公里的“龙宫”小行星时,科学家发现它是一个坑坑洼洼、布满卵石的天体,这使得着陆成为一项艰难的挑战。

计划于去年10月进行的首次抽样着陆被推迟到至少本月底。在最近的一次研讨会上,ISAS的工程师们提出了一个大胆的新计划,精确地降落在密集的岩石之间。加州大学圣克鲁斯分校的生命起源研究员布鲁斯·达莫说:“这真是太神奇了。”

自2014年12月隼鸟二号探测器发射以来,大多数其他事情都在按计划进行。船上的照相机和探测设备已经提供了关于小行星质量、密度、矿物质和元素组成的线索。三艘登陆龙宫的火星车已经检查了它的表面。在研讨会上,ISAS的研究人员展示了早期的研究成果,包括大量有机物的证据和小行星母体中曾经存在水的线索。名古屋大学的项目科学家渡边诚一郎说,这些发现“进一步证明了小行星而不是彗星给地球带来了水和有机物”。

野山高等教育研究生院的行星材料科学家小松武树美说,到目前为止,隼鸟2号还没有在“龙宫”的表面或地下发现水。然而,它的红外光谱仪发现了含有羟基的矿物迹象,这表明水曾经存在于它的母体或小行星上。渡边捷昭说,这颗小行星的高孔隙率也表明,它过去含有大量的水或冰以及其他挥发性化合物,后来这些化合物逃逸了。像“龙宫”这样的小行星也含有丰富的碳元素,这可能在天体的早期历史中带来了水和碳,而这些是生命的关键组成部分。(相比之下,彗星只有3%到5%的碳。)

对这一理论的支持(被称为“晚期小行星撞击”)来自另一个正在进行的小行星样本回收任务。上个月早些时候,美国宇航局的奥西里斯雷克斯探测器到达了小行星贝努。根据美国宇航局的说法,奔牛的形状也像一个旋转的陀螺,它的土壤中含有水分。渡边捷昭说:“我们非常幸运能够比较这两个小行星兄弟。”

人类历史上第一个小行星取样探测器是隼鸟号,由日本于2003年发射,它于2010年成功地将石川小行星上的一些物质颗粒送回地球。

隼鸟2号探测器于2014年12月从日本鹿儿岛县种子岛航天中心发射,并于今年6月27日成功抵达“龙宫”上空20公里处的预定观测点。预计它将在“龙宫”附近停留大约一年半,并于2020年返回地球。

小行星“龙宫”的直径大约是小行星“石川”的3倍,但它只是欧洲航天局“罗塞塔”探测器在2014年和2016年访问的彗星67P/Churyumov-Gerasimenko的1/4。据信,它的岩石含有水和有机物,类似于大约46亿年前地球诞生时的状态。科学家希望通过分析收集到的“龙宫”样本来解决一些关于太阳系形成和生命起源的难题。

“龙宫”是一颗“C型”小行星。它的表面比“四川”小行星更暗,后者是一颗“S型”小行星。

“龙宫”岩石的化学和同位素分析——由隼鸟2号探测器在太空中完成,随后在地面实验室完成——可以帮助解释地球的起源,尤其是水。许多研究人员认为,地球的海洋是由富含水的小行星或彗星撞击形成的。(赵茜·Xi)

《中国科学日报》(2019-008第二版国际版)