北京時間2月23日消息，日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）2014年發(fā)射的一艘小行星探測器日前成功著陸在一顆高速飛行的近地小行星表面，它收集到了樣本并準(zhǔn)備帶回地球用于研究。
“隼鳥2號”探測器準(zhǔn)備著陸在小行星“龍宮”表面
考慮到小行星“龍宮”（Ryugu）是一塊很小的巖石，漂浮在距離地球約3億公里（1.86億英里）的太空中，因此這是一項令人振奮的成就。“隼鳥2號”小行星探測器花了將近4年的時間才抵達(dá)“龍宮”這顆小行星，這是人類第二次從這樣的小行星上收集樣本。
把這樣的樣本帶回地球讓許多人感到興奮，此舉浸透了科學(xué)家們的艱辛汗水，背后隱藏著哪些困難挑戰(zhàn)和偉大意義？
1、火箭載荷有限
在將宇航員派往小行星之前，人們需要找到一種有效的方法來分析小行星的礦物構(gòu)成。這里最大的障礙是，由于火箭受到大小和重量制約，其有效載荷是有限的，因此人們無法在火箭上裝配最好的科學(xué)設(shè)備。從這個意義上講，人類在這些小行星表面上進(jìn)行科學(xué)分析總是受限的。
令科學(xué)界興奮的是，日本科學(xué)家找到了一個變通的方法：帶回小行星的樣本在地球上進(jìn)行分析。
2、著陸困難
為了實現(xiàn)這一重大壯舉，“隼鳥2號”在到達(dá)鉆石形狀的“龍宮”所處的位置后，不得不在六個多月的時間里保持環(huán)繞它的軌道運行。在此期間，JAXA團(tuán)隊對這顆小行星進(jìn)行仔細(xì)研究，并為探測器安全著陸制定計劃?！蚌励B2號”從其軌道上發(fā)射了兩臺跳躍探測器Rover-1A（HIBOU）和Rover1B（OWL），以勘測該小行星的地形，并尋找著陸點。
這是一項極其復(fù)雜的任務(wù)，因為當(dāng)兩臺跳躍探測器執(zhí)行偵察任務(wù)時，“隼鳥2號”必須保持在小行星周圍的軌道上，而這顆小行星當(dāng)時相對于地球的飛行速度超過了22000公里/小時（13891英里/小時）。
當(dāng)探測器發(fā)現(xiàn)這顆小行星的表面對“隼鳥2號”著陸構(gòu)成挑戰(zhàn)時，冒險就變得更加緊張了。雖然JAXA的科學(xué)家最初認(rèn)為“龍宮”的表面是一種“粉狀細(xì)風(fēng)化層”，但跳躍探測器發(fā)現(xiàn)，這顆小行星的表面實際上由比預(yù)期更大的礫石構(gòu)成。
“隼鳥2號”探測器著陸在紫色圓圈內(nèi)(直徑約6米)。十字標(biāo)記出了原本計劃著陸的位置。
事實上，“隼鳥2號”能利用（跳躍）探測器內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的質(zhì)量所產(chǎn)生的扭矩，跳過“龍宮”的低引力場，繞著這顆小行星移動。這與人類在月球和火星上進(jìn)行探索時使用的輪式探測器完全不同。
3、三次采樣
在安全著陸后，“隼鳥2號”向這顆小行星的地面發(fā)射出子彈，產(chǎn)生出了一堆更小的軟碎片。“隼鳥2號”將這些小碎片收集起來后，再次上升到小行星的軌道上。
在接下來的幾周到幾個月里，“隼鳥2號”還將從“龍宮”上獲取另外兩個樣本。第二次采樣的方式將與上一次類似，但第三次有所不同，屆時“隼鳥2號”會先向“龍宮”的表面發(fā)射一枚銅彈，等待塵埃清除，然后俯沖至小行星表面裝載巖石碎片。
4、歷時數(shù)年
雖然到目前為止，包括小行星、矮行星和其他天體在內(nèi)的近16顆小行星已經(jīng)被人類的太空探測器探測過，但“隼鳥2號”是人類的探測器第二次成功地直接著陸于小行星，并取樣帶回地球的記錄。前一個記錄來自于當(dāng)前探測器的前身——“隼鳥號”。
在2005年的任務(wù)中，JAXA發(fā)射的探測器成功在小行星系川（Itokawa）上著陸，并收集了微小顆粒的樣品，這些樣品于2010年6月13日被宇宙飛船送回地球。在這5年時間里，日本科學(xué)家時刻不停密切監(jiān)視著“隼鳥號”探測器的一舉一動，漫長的旅程也考驗著科學(xué)家們的耐心，期間出現(xiàn)的意外困難更是數(shù)不勝數(shù)。
5、探索太陽系的歷史
“隼鳥2號”的主要目標(biāo)是幫助科學(xué)家更好地了解太陽系的早期歷史和進(jìn)化，特別是太陽系內(nèi)部行星——水星、金星、地球和火星的早期歷史和進(jìn)化。這一任務(wù)還可以幫助人類了解像“龍宮”這樣的小行星在地球生命形成過程中所發(fā)揮的作用，這一問題至今仍是個謎?？茖W(xué)家們現(xiàn)在相信，被認(rèn)為是謎團(tuán)關(guān)鍵部分的水，可能是從其他小行星輸送到地球的。
在“隼鳥號”成功完成任務(wù)之后，JAXA于2013年宣布，從這些樣品中發(fā)現(xiàn)了大約1500顆地外顆粒，包括橄欖石、輝石、斜長石和硫化鐵。
美國宇航局（NASA）也策劃了一項類似的任務(wù)。NASA的“OSIRIS-REx”探測器于去年12月抵達(dá)其目標(biāo)——直徑500米、碳含量豐富的小行星貝努（Bennu）。該探測器計劃在2020年獲取樣本，并于2023年9月將樣本運抵地球。
也許通過更多這樣的任務(wù)，人類將能夠拼湊出生命起源的故事，并找到利用小行星巨大礦產(chǎn)資源的方法。
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