小行星采样返回探测器正在接近目标

日本和美国的任务可能会带来关于地球生命起源的新发现

NASA 的 OSIRIS-REx 探测器是前往小行星收集样本进行分析的两个探测器之一。

NASA戈达德太空飞行中心

如果一切按计划进行,两艘宇宙飞船将在八月底开始与两颗不同的小行星进行奇特的近距离接触。他们的目标是:取回可能包含可追溯到太阳系诞生之初的有机物质的样本。这些构成要素可能是理解行星和地球生命起源的关键——也可能使未来的太空探矿者变得非常富有。

截至本文撰写之时,日本的“隼鸟2号”探测器正按计划于 6 月 27 日左右抵达一颗名为“龙宫”的直径一公里的小行星。美国国家航空航天局 (NASA) 的 OSIRIS-REx 探测器计划于 8 月 17 日抵达一颗名为“贝努”的直径约 500 米的小行星附近。这些太空岩石将成为大约两年的传感器调查和努力收集样本以供地球科学家分析的重点。

“未来几十年,世界各地将有许多研究小组能够研究这些样本,”约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的行星科学家南希·沙博特说,她与这两个任务均无关。她说,新数据“将真正彻底改变我们对早期太阳系这些原始天体的成分和构成的理解”。隼鸟2号和 OSIRIS-REx 不会是首个取回小行星样本的任务。这项荣誉属于日本首个“隼鸟号”探测器,该探测器于 2010 年在意外撞击小行星“丝川”表面后,携带来自该小行星的微小样本返回地球。“丝川”是所谓的 S 型小行星的代表,主要由石质材料组成。


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相比之下,“龙宫”和“贝努”属于碳质(C 型)或含碳小行星,是太阳系中最常见的太空岩石。综合来看,OSIRIS-REx 和“隼鸟2号”带回的样本可以证实,这些小行星的成分与地球上发现的“碳质球粒陨石”相似。此类陨石除了含水矿物内部锁定的水外,还含有有机化合物。但这些陨石可能已被地球表面污染。如果小行星的成分与陨石的成分相符,则表明这些化合物可能是从太空带到地球的。

OSIRIS-REx 的联合研究员兼任务样本科学家哈罗德·康诺利和“隼鸟2号”的任务样本科学家立花正悟在一份联合声明中表示,碳质陨石“很可能至少在一定程度上是地球上水的来源以及导致生命产生的化合物的来源”。通过带回首批来自碳质小行星的原始样本,可以加强这一假设。

沙博特解释说,发射两个非常相似的任务可能看起来是多余的,但它可能提供有价值的信息。“如果[来自两颗小行星的]样本结果完全相同,那就告诉我们一些关于太阳系中物质同质性的非常基本的东西,”她说。“但我认为样本会向我们展示一些令人惊讶的差异。”

这两个任务也有不同的操作阶段。除了调查和收集样本外,“隼鸟2号”还将尝试在“龙宫”上放置最多三个机器人漫游车和一个欧洲制造的 MASCOT 着陆器,以探测其表面。日本的任务还计划向小行星发射一个两公斤重的铜制弹丸;通过这种方式,科学家们希望创建一个陨石坑,从而揭示其内部成分。

首个“隼鸟号”任务在其历史性的艰苦旅程中带回了不到一毫克的小行星尘埃。新的任务可能会取回更多原始太空岩石,从而使研究人员更容易共享和分析样本。

“隼鸟2号”的目标是从“龙宫”的不同位置收集三个样本,总共约 100 毫克。OSIRIS-REx 将尝试从“贝努”表面的单个地点收集最多两公斤的样本。两个任务的科学家都计划交换样本并在整个过程中密切合作:康诺利甚至同时参与 OSIRIS-REx 和“隼鸟2号”任务。

沙博特说,这些任务也可能为小行星采矿作业提供有价值的信息。她担任行星资源公司(一家总部位于华盛顿州雷德蒙德的有抱负的小行星采矿公司)的科学顾问。该公司是多家希望最终从太空岩石中开采矿物以及水的公司之一,他们可以将水转化为火箭燃料,为未来在遥远太阳系中的任务提供动力。

“隼鸟2号”和 OSIRIS-REx 计划分别于 2020 年和 2023 年返回地球,但回报几乎肯定值得等待。几十年后,许多实验室仍在从阿波罗登月样本中挖掘新的科学成果,因为技术的进步和仪器的改进使研究人员能够重新分析旧样本。

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