如果一切按计划进行,两艘探测器将于8月底开始与两颗不同的小行星进行近距离接触。他们的目标是:获取可能含有追溯到太阳系诞生时的有机物的样本。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勘探者变得非常富有。
日本的隼鸟2号探测器正按计划于6月27日抵达一颗名为龙宫的、直径约一公里的小行星。美国宇航局的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传感器调查和收集样本工作的焦点,以便地球上的科学家进行分析。
约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的行星科学家南希·查博特说:“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。”她与这两个任务都没有关联。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组成和构成的理解。”隼鸟2号和OSIRIS-REx不会是第一个取回小行星样本的任务。这一荣誉属于日本的第一艘隼鸟号探测器,它在2010年于其表面发生意外碰撞后,带着来自小行星丝川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,龙宫和贝努属于含碳(C型)小行星,即太阳系中最常见的太空岩石。总而言之,OSIRIS-REx和隼鸟2号运送的样本可以证实,这些小行星的成分与在地球上发现的“碳质球粒陨石”相似。除了水,这种陨石还含有锁在水合矿物中的有机化合物。但是这些陨石可能受到了地球表面的污染。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来自太空。
据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的联合声明,碳质陨石“很可能至少是地球上水和导致生命的化合物的来源之一”。从碳质小行星带回第一批原始样本可以加强这一假设。
发射两个非常相似的任务似乎是多余的,但查博特解释说,这可能提供有价值的信息。“如果[来自两个小行星]的样本结果相同,那将告诉我们一些关于太阳系中物质的同质性的基本信息,”她说。“但我认为这些样本会向我们展示一些令人惊讶的差异。”
这两项任务也有不同的操作阶段。除了调查和采集样本外,隼鸟2号还将尝试将多达三个机器人探测器和一个欧洲制造的MASCOT着陆器放置在龙宫上,以探索其表面。日本的任务还计划向小行星发射一个两公斤的铜弹丸;通过这种方式,科学家希望制造一个陨石坑,从而揭示其内部成分。
第一次隼鸟号任务从其历史性和惊险的旅程中带回了不到一毫克的小行星尘埃。新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采集三个样本,净重约100毫克。OSIRIS-REx将尝试从贝努表面的单个地点采集最多两公斤的样本。来自这两个任务的科学家计划交换样本并在整个过程中密切合作:康诺利甚至同时为OSIRIS-REx和隼鸟2号工作。
查博特说,这些任务也可能为小行星采矿作业提供有价值的信息。她是总部位于华盛顿州雷德蒙德的、有抱负的小行星采矿公司行星资源的科学顾问。这是几家希望最终从太空岩石中收获矿物质以及水的公司之一,他们可以将其转化为火箭燃料,为未来在遥远的太阳系执行任务提供动力。
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。许多实验室仍在从阿波罗月球样本中榨取新的科学成果,因为不断改进的技术和仪器使研究人员能够重新分析旧样本。