日本探测器为何向小行星发射子弹

而这实际上并不是这次任务中最令人难以置信的部分。
距离地球约1.8亿英里处,有一颗名为“龙宫”的小行星,其直径略小于1公里,大约每16个月绕太阳公转一周。如果一切按计划进行,我们今天将把一颗子弹射入这颗岩石中——所有这一切都是为了科学研究。JAXA

距离地球约1.8亿英里处,有一颗名为“龙宫”的小行星,其直径约为0.6英里,大约每16个月绕太阳公转一周。如果一切按计划进行,我们今天将把一颗子弹射入这颗岩石中——所有这一切都是为了科学研究。

科学家们为此已经准备了将近十年。2014年,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)发射了“隼鸟2号”探测器,这是一艘旨在近距离研究龙宫小行星并帮助我们了解太阳系中各类小行星的结构和组成的机器人航天器。该航天器于6月抵达龙宫,并与其绕太阳公转的轨道保持同步。

毫无疑问,“隼鸟2号”是太空科学家和工程师们曾经尝试过的最疯狂的任务之一。该航天器配备了多种仪器,可以在多种不同光谱上收集图像和数据。一个关键目标是部署四种不同的着陆器,其中三种已于去年秋天被送往表面,并提供了我们首次窥见其色彩斑斓表面的机会。

然后就是采样返回,这使得此次任务的胆魄达到了全新的高度。周四,航天器将下降到龙宫表面,并用采样器接触。一旦航天器接触到表面,它将以每小时670多英里的速度,将一颗5克的金属子弹射入岩石中。采样器的收集器将尽可能多地收集喷射出的、粒状的碎片(小行星的微重力环境将使其比你想象的更容易实现这一点)。然后,“隼鸟2号”将再次进行此次射击,并收集更多物质。其目标是收集小行星本身的实际物质,并将其带回地球,以便在实验室进行更详细的研究。

这还不是全部:今年春天晚些时候还将进行第二次采样返回尝试,届时将使用炸药在龙宫表面制造一个六英尺长的弹坑,并收集地下岩石带回地球。真是太棒了。

为什么要采取如此极端的手段?虽然有些人希望对这些岩石的分析能够告诉我们更多关于未来小行星资源勘探的信息,但大多数科学家则专注于利用龙宫的样本来了解太阳系的起源。与OSIRIS-REx(另一项专注于近地小行星研究和采样返回的任务)一起,“隼鸟2号”有可能最终让我们更好地了解我们太阳系的早期,以及这如何为地球生命的起源奠定基础。

目前我们对太阳系形成的了解大部分来自于在其45亿年的生命周期中撞击地球的陨石。我们从对这些物质的严谨分析中获益匪浅,但我们的理解仍然局限于诸如这些岩石在穿过大气层并撞击地面时会受到多大污染,或者它们是如何破碎并迅速变成尘埃等问题。轨道飞行器任务通过遥感技术研究太空中的小行星,这增加了新的见解,但鉴于照片无法进行物理或化学研究,成像技术只能告诉我们关于这些岩石的成分或形成方式的信息。这就是为什么采样,无论多么大胆,都具有如此大的潜力。

“采样返回真正告诉我们的是,我们知道这颗小行星的来源,我们有它的照片,而且我们还有这个没有受到其他因素污染的样本,”亚利桑那大学OSIRIS-REx科学团队负责人迈克尔·诺兰(Michael Nolan)说道。而一块已经存在了数十亿年、几乎未被触碰过的完整、原始的岩石是无与伦比的。

JAXA最初的“隼鸟号”任务是首次成功从近地小行星返回样本,但只能被认为是部分成功,因为那些样本更像是颗粒,是从一种火山岩构成的小行星上收集的,而且整个任务充满了各种障碍。尽管如此,从那次任务中带回的微小尘埃颗粒帮助我们了解了太阳系中一些岩石的时间线和历史,尤其是那些位于小行星带之外的岩石。“隼鸟2号”将致力于更进一步。诺兰解释说,龙宫比我们之前研究过的岩石更加原始,富含碳,并带有类似宝石的表面。这与OSIRIS-REx任务的中心小行星Bennu也不同,后者也将尝试小行星采样返回。“我们将获得两段非常不同的太阳系历史,”诺兰说。

这些样本可以帮助我们深入了解小行星如何作为载体,将有机物和无机物运输到不同的世界。换句话说,我们可能会更多地了解小行星撞击是否为早期地球播下了生命后来进化的必要成分。

但首先,我们必须收集这些样本。“隼鸟2号”将继续完成今年的工作,并于12月离开龙宫,返回地球,并在2020年晚些时候交付其样本。希望今天的尝试不会适得其反(哈哈,你懂的)。此次行动定于东部时间下午6:00进行,JAXA将从其控制室对整个过程进行直播(提供英语翻译)。

 

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