NASA取样“贝努鸟”探索太阳系构造

奥西里斯-雷克斯探测器将从小行星上收集样本。资料来源:美国航天局

十二年前，美国亚利桑那大学的陨石科学家但丁·劳埃塔刚刚出现，突破性进展指日可待。他的团队主要负责分析富含碳的陨石，发现了一点三磷酸，为生命提供能量。然而，由于陆地污染物，研究小组无法分离它们，例如，从闯入澳大利亚的陨石中提取的样本。劳拉塔需要更“纯”的东西。

不久，老师迈克尔·德雷克打来电话。他说，洛克希德·马丁公司计划为美国国家航空航天局建造一个探测器，该探测器将飞往小行星并带回新的样本。德雷克问劳拉是否能为他制定一个科学计划。劳埃塔的回答当然是。"明年我一直在做这项工作。"他回忆道。

9月8日，价值10亿美元的OSRIS-Rex探测器将按照劳埃塔的愿望发射，对“伯努利”小行星的表面进行采样。尽管它不是第一架将小行星尘埃带回地球的飞机——日本的隼鸟1号探测器早在2010年就将数千个尘埃粒子带回了地面，但科学家们相信，OSRIS-Rex探测器在2023年返回地球时将会给地球带来一份巨大的礼物:它携带的样本将为理解太阳系的结构以及小行星撞击地球所带来的氨基酸等有机分子提供一个新的视角。

美国宇航局戈达德太空飞行中心的设备科学家丹尼斯·罗伊特说，奥西里斯-雷克斯探测器的任务是发现太阳系的原始组成部分，并试图揭示太阳系的形成过程，将收集到的小行星样本送到地球。“我们将拥有一笔宝贵的科学财富。”劳埃塔说。2011年，德雷克死后，劳埃塔接任该项目的主要研究员。

相关样本将来自伯努利小行星。这颗“B型”小行星是穿越太阳系的70万颗小行星之一。它成为调查目标的原因是它是最接近的碳质小行星。它的轨道有时会像月球一样接近地球，因此天文学家对它进行了很好的研究。

然而，伯努利小行星上仍有许多未解之谜。美国国家航空航天局约翰逊航天中心的宇宙学家迈克·佐伦斯基说，例如，它可以反射出一点蓝色，表明过去的变暖事件可能已经破坏了想要的有机分子。

为了收集小行星表面的样本，探测器将在一个特殊的区域盘旋，以非常慢的速度下降，大约每秒10厘米。当探测器将物质吸入目标区域时，它只能接触小行星表面5秒钟。

这将是一次漫长的旅程。如果一切顺利，奥西里斯-雷克斯探测器将在2018年8月“遇到”小行星伯努利，并在距其表面240米的高度对其进行采样，然后在2021年踏上返回之旅，并在2023年将样本送回地球。

研究人员表示，他们将研究雅科夫斯基效应(雅科夫斯基于1900年首次提出，当小行星暴露在太阳光下时，小行星的一侧会被加热，热辐射会相应增加，从而产生微弱的推进力。虽然这个力很小，但它作用在小天体上，足以对它们的轨道产生重大影响。由于天体形状和重力的细微差别会影响效果，科学家希望借此机会进行近距离研究。研究小组还希望解开伯努利鸟诞生的谜团。

探测器已经初步确定了12个采样点，劳埃塔和他的同事将基于可操作性和安全性进一步减少“候选点”:例如，探测器无法到达伯努利鸟的极点。然而，OSRIS-Rex不会在小行星上着陆，而是会伸出一个带有真空室的机械臂，与小行星表面接触3-5秒钟，用氮气撞击岩石，并将样本弹入真空室。

田纳西大学的行星科学家Hap McSween说，收集的样本不会太多，每份60到300克。McSween将负责管理保存在约翰逊航天中心的benu鸟样本。像阿波罗月球岩石一样，这些样本大部分将留给未来的科学家。

这些昂贵而稀有的样品值得吗？洛杉矶加利福尼亚大学的陨石科学家艾伦·鲁宾说，陨石也能提供更好的线索，而且非常便宜。但是Lauretta的团队认为，尽管富含碳的陨石也可能来自小行星，如benu bird，但这并不确定。他们相信新项目带回的灰尘样本将会讲述伯努鸟的历史。

同样，这项任务的最大挑战是如何安全无污染地将样本带回地球。这正是劳拉最初面临的问题。该小组表示，当样本舱于2023年抵达犹他州西部沙漠时，它将被一个附有降落伞的隔热罩保护着。然而，“猎鹰1号”使用了类似的返回系统。结果，密封圈泄漏，样品被污染。

然而，即使奥西里斯-雷克斯成功了，它的货物也可能不是第一批到达人们手中的富含碳的小行星尘埃。2014年12月，日本航天局发射了隼鸟2号探测器，目标是到2020年将几克小行星物质带回地球。

据报道，奥西里斯-雷克斯探测器装有传感器和分光计，以绘制小行星的碳表面。它还计划携带一个激光高度计、一组由亚利桑那大学提供的照相机、一个光谱分析仪和一个激光定位器。探测器计划于9月8日由阿特拉斯5号火箭发射。(张张)

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