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隼鸟2号成功抵达“龙宫”星,将首次从小行星内部采集物质探索生命起源
2019-06-27 08:28  点击数:

日本的隼鸟2号宇宙飞船成功降落在ag环亚小行星龙宫表面,这是太空探索的历史性时刻,可能为地球生命起源提供极佳细节。

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2018年10月下旬,隼鸟2号宇宙飞船接近小行星龙宫时的影子。飞船现在已经降落到该行星表面,试图取些样本,然后返回地球。图源:JAXA

22日,日本当地时间上午7时49分,飞船从距龙宫星约20公里的稳定轨道降落在其表面。这次降落距离地球约3.1亿公里,即使以光速进行实时操控,以这个距离来讲,这个速度也很慢。整个降落过程都是自动化的,耗时约23个小时。当隼鸟2号与行星表面轻轻接触时,它的结束速度应该只有7厘米每秒。如果一切按计划进行,一个一米长的取样臂将成功往行星表面发射一颗类似子弹的投射物,收集0.1克物质到取样囊,然后将在2020年末运回地球。

飞船在尝试采集样本之前、采集期间和采集之后都拍摄了图像,这将是了解该机制是否成功的唯一途径。离开小行星表面后,隼鸟2号花了大约半天时间才回到位于其上方的原位置。法国尼斯蔚蓝海岸天文台(Cote d’azur Observatory)的帕特里克•米歇尔(Patrick Michel)表示:“这真的很激动人心,因为这是历史上我们(可能)首次获得一颗含碳小行星的样本。”米歇尔是此次任务的联合研究员。

隼鸟2号于2014年12月由日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)发射,并于2018年6月抵达龙宫星,龙宫星是一颗原始的C型(含碳)小行星。该行星直径不足一公里,但据信蕴藏着巨大的科学宝藏:46亿年前原始太阳系遗留下来的原始物质。当时太阳的行星群还没有聚合。为了研究上面科学含量丰富的岩石,隼鸟2号已经在其轨道上绘制了龙宫星的全貌,并在2018年底将三架小型探测器送到其表面。第四辆探测器将于今年晚些时候部署。但该任务的首要目标一直是使用类似于隼鸟1号(Hayabusa 1)的设备,直接从行星表面采集样本。隼鸟1号是上一次执行小行星样本采集任务的飞船,它在2010年6月从S型小行星系川星(Itokawa)中采集到了尘埃颗粒。系川星没有那么原始,科学家认为它的形成时间大大晚于龙宫星。

然而,隼鸟1号样本收集机制并没有按计划执行,因为当时尽管飞船的推进器确实采集灰尘颗粒到了它的收集器,但是投射物却未能射入行星表面。隼鸟2号的科学家和工程师希望这次他们能解决任何问题——如果成功的话,回报将非常丰厚。JAXA的吉川诚(Makoto Yoshikawa)说:“这一次,我们觉得有望得到有机物。”吉川诚是隼羽2号的任务经理,他指的有机物是富含碳的化合物,它们和水以及阳光一样,是构成地球上生命的重要基础。“隼鸟1号没能在系川星上发现有机物。但是这次在龙宫星上,我们认为可以在样本中获得有机物和水,这也是我们的主要目标。”

隼鸟2号到达小行星后,研究小组开始研究图像以寻找合适的着陆点来收集样本。但是很快,行星表面的物质就明显不像预期的那么好了,取而代之的是像碎石一样的岩石和大圆石,取样尝试很容易因此遭到破坏。因此,为了增加成功的概率,飞船在2018年10月将一个目标标记物投放到龙宫星上。标记物是一个薄薄的反光材料薄片,将其用作测距激光的镜子,可以精确测量飞船到行星表面的距离。

最初的计划是进行三次不同的着陆和样本收集,从不同的地点采集物质。然而,由于担心地形崎岖,以后可能只会再尝试一次着陆,目标也会定的更大。4月之前,探测器将以每秒2公里的速度向行星表面发射一个重达1公斤的撞击器,开凿一个直径约2至3米的小坑。然后,研究小组将决定是否降落并尝试从小坑内收集样本。无论怎样,从小行星内部收集物质——这是以前从未做过的事。

NASA的科学家参与了另一颗小行星OSIRIS-REx的样本采集工作,他们将会屏息静观隼鸟2号在龙宫星的表现。REx的任务是在2020年底从小行星贝努星(Bennu)收集两公斤的物质,贝努星也是一颗C型小行星。日本和美国强强联手,共享信息,OSIRIS-REx团队将从隼鸟2号的着陆尝试中获得宝贵的数据。“我们对他们在取样过程中发生的事情非常感兴趣,”OSIRIS-REx的首席研究员、隼鸟2号的联合研究员但丁·洛雷塔(Dante Lauretta)说,“我们将(与JAXA)举行一次会议,总结经验教训。”

通过这些航天器收集的遥感数据和采集到的直接样本,研究人员希望及时了解小行星,(或许还有彗星)最初是如何向地球“播种”水和其他构成生命的关键成分的。如果这些原始小行星的原始样本被送回地球,全球的科学家团队将对其进行全面研究,以期搜寻氨基酸等有机物质,这些物质可能为人类的起源提供新的线索。通过分析这些样本的同位素组成,我们还能精确揭示每颗小行星的年龄,从而明确太阳系的形成年表。米歇尔说:“我们想验证这些天体是否含有有机物质,并分析这些物质,以了解小行星在地球生命形成过程中的作用。”一种可能的情况是,产生生命所需的所有元素,包括水和其他生命起源前物质,都是由这些小行星带来的。

隼鸟2号将于2019年底离开龙宫,2020年底返回地球,并在破晓时分卸下装满珍贵货物的太空舱。关于我们自己的世界起源信息,这个勇敢无畏的星际任务将与OSIRIS-REx采集任务一起,告诉我们的可能比以往任何时候都要多。

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