OSIRIS-REx 的小行星样本会怎么样?

从贝努小行星到地球的旅程与未来

美国宇航局(NASA)正在为启动其下一项重要任务 OSIRIS-REx 做准备。一旦航天器于9月8日从卡纳维拉尔角发射升空,它将追逐一颗富含碳的近地小行星,名为贝努(Bennu)。OSIRIS-REx 的目标是带回有史以来收集到的最大份量的小行星样本。

OSIRIS-REx 项目首席研究员丹特·劳雷塔(Dante Lauretta)解释说:“样本返回是太空探索的未来。一颗彗星或小行星的微小颗粒就像一个完整的宇宙。”

OSIRIS-REx 的这次特殊运送将有助于回答科学上的一些重大问题——例如,我们从何而来?像贝努这样的近地小行星是太阳系形成初期的遗留物。小行星本质上是宇宙时间胶囊,它们蕴藏着行星形成和生命起源的秘密。

在2018年末抵达贝努小行星后,航天器将花费最多2年的时间绘制其表面的地图并进行研究,然后在2020年进行主要活动:收集样本。

利用一个名为 TAGSAM(Touch and Go Sample Acquisition Mechanism,接触与采集样本机构)的特制机器人手臂,航天器将收集60克(2盎司)至2公斤(4.5磅)不等的表面物质。手臂末端本质上是一个太空吸尘器,它会用氮气 blast 表面,然后吸入产生的抛射物。

据 NASA 的副项目科学家克里斯蒂娜·里奇(Christina Richey)称,这次接触将如同一个平稳、温柔的击掌。OSIRIS-REx 实际上不会登陆贝努,而是仅仅触碰表面,收集所需的样本。

洛克希德·马丁公司 OSIRIS-REx 项目经理里奇·库恩斯(Rich Kuhns)解释说:“这是(如果存在的话)一种非常安全的方式,可以从小行星上取回样本。由于你只需要与小行星接触,这项技术使我们能够在短短3到5秒内完成样本采集。”

航天器有充足的时间和足够的燃料进行三次尝试,因此一旦团队对收集到足够大的样本感到满意,收集头——看起来像一辆1957年雪佛兰化油器上的空气滤清器——将被装入形状像玛芬的样本返回舱。

由于轨道排列的原因,OSIRIS-REx 在2021年之前无法离开贝努。两年后,也就是2023年,样本舱将在降落伞的帮助下降落在犹他州。

乐趣开始

着陆后,样本舱将立即被运往约翰逊航天中心的样本保管部门。一旦样本采集头被安全地从样本舱中取出,科学团队将立即对部分样本颗粒进行分析。劳雷塔说:“我们等不及了。我们可能会立即将其中一部分放入 NASA 的电子显微镜中,以便首次一窥贝努。”

在接下来的六个月里,科学团队将编制一份带回样本的详细目录。然后,该目录将发布给更广泛的科学界。

里奇解释说:“这将不仅造福当代科学家,也将造福子孙后代。样本返回将是源源不断的馈赠。”

贝努人人有份

许多不同的组织为 OSIRIS-REx 任务做出了贡献,因此它们将获得一小部分的贝努样本。整个样本将分配如下:25% 将用于 OSIRIS-REx 科学团队,以便他们能够完成任务目标;剩余的75% 将归 NASA 所有。

NASA 的份额将进一步细分,大约5%将存储在位于新墨西哥州白沙的 NASA 设施中,作为保险,以防约翰逊航天中心的实验室发生意外。另外4%将运往加拿大航天局,作为购买航天器用于绘制贝努表面地图的激光测高仪的费用。最后,日本宇宙航空研究开发机构将获得0.5%。

OSIRIS REx 项目执行官戈登·约翰斯顿(Gordon Johnston)在最近的一次新闻发布会上说:“其余的将‘留待未来研究者使用,用于我们还没有想到要提问的科学问题,以及我们还没有开发出来的科学实验仪器’。”

NASA 的份额将在特殊的柜子中储存和处理,以确保样本的原始状态。样本保管实验室的保管员(又称样本保管员)凯文·赖特(Kevin Righter)解释了感兴趣的科学家如何提交研究贝努样本的请求。请求将由 NASA 专家小组每年评估两次,如果获批,保管团队将准备样本寄出。

样本的形式多种多样,取决于科学目标。例如,样本可以溶解在溶液中,然后蒸发出来进行测试。赖特解释说:“在样本被破坏或溶解的情况下,我们不会将其收回。如果技术不是破坏性的,并且对未来的研究仍然有用,那么我们会将其收回,并将其存放在实验室的不同区域。”

样本也以薄片形式提供——一块30微米厚的岩石切片,粘附在玻璃载玻片上,并在显微镜下进行研究。赖特解释说,实验室备有大量薄片,每一片都可以进行多次研究。

赖特说:“当你看到一块月球样本被分配给6到7位不同的科学家,并且他们都在那块小小的样本上取得了令人兴奋的发现时,这真是太神奇了。”

他说,实验室的工作是对我们未来的投资。“科学价值在不断增加,就像我们的收藏品一样。”

像贝努这样的近地小行星可能在太阳系早期将水和有机物质运送到了地球和其他行星体。通过分析贝努的样本,我们不仅能更好地了解我们的恒星邻居是如何形成的,也许还能了解生命是如何开始的。

 

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