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美国宇航局一直希望向火星发射任务,以获取其部分表面样本并将其送回地球。但看起来该机构将在返回红色星球的碎片之前,从一颗不起眼的小行星上获取样本。一项美国小行星样本返回任务已获批准、资助,并计划于2016年9月从佛罗里达州乘坐阿特拉斯5号火箭发射——类似的火星任务仍处于PDF循环中。
小行星返回任务堪称复杂的探索,它建立在美国航天局对木星、土星和类地行星进行为期二十年的机器人任务的巨大成功之上。但是日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 已经赢得了带回小行星样本的竞赛。“隼鸟号”任务在燃料、通信和发动机故障方面多次出现问题,看起来像是一个倒霉的任务。但是,一旦它成功地将其收集罐投放到澳大利亚沙漠中,2010年最后一次的牙科式刮擦产生了从微型小行星“丝川”上采集的极少量尘埃。JAXA甚至可能在第二次样本返回方面击败美国,因为其“隼鸟2号”任务正在进行中。
美国宇航局前往小行星贝努的任务背后的工程师们旨在实现更顺利的任务。它的名字即使作为缩写也很拗口——OSIRIS-REx,代表着起源、光谱解释、资源识别和安全风化层探测器。
这项耗资8亿美元的项目审批过程耗时太长,以至于其最初的首席研究员、图森市亚利桑那大学的迈克尔·德雷克在它实现之前就以65岁去世了。航天器正在丹佛的洛克希德·马丁公司建造,而摄像系统正在亚利桑那州的学术机构、著名行星摄影师彼得·史密斯的家乡设计和改进。
在20世纪90年代和21世纪00年代,史密斯以其直言不讳和不符合政府规范的白色头发,点亮了许多报道美国宇航局行星任务简报的太空记者的日子。“2019年,OSIRIS将像弹簧单高跷一样触碰贝努的表面,一股气体将使松散的岩石流入收集器,”史密斯在8月25日向由Insight Cruises运营的阿拉斯加“大众科学”旅行团解释道。
行星科学家研究小行星(以及陨石,陨石是指已经落到地球上的小行星和彗星碎片),因为它们是太阳系行星形成后遗留下来的岩石,可以携带复杂的有机分子。这些引人入胜的时间胶囊中的很大一部分也可能撞击并严重破坏地球及其环境。
贝努(又名1999 RQ36)是截至2010年我们太阳系中已知的50多万颗小行星之一,估计还有数百万颗尚未被发现。但是史密斯说,贝努只是符合所有这些条件的五颗小行星之一:直径超过200米,富含碳,并且其轨道既适合样本返回,又在地球与太阳平均距离的三分之一以内接近我们的轨道。OSIRIS-REx计划在2023年前返回样本。
小行星探测器编年史在2000年开始加速,当时美国宇航局的NEAR任务围绕爱神星轨道运行,然后着陆在爱神星上,这是一块最长尺寸为33公里的马铃薯状岩石。近十年前,前往木星的“伽利略号”航天器飞过最长尺寸为18公里的加斯普拉,以及跨度为31公里的艾达及其卫星达克蒂尔。美国宇航局的“黎明号”任务最近研究了灶神星,这是我们太阳系中最大的小行星之一,直径为525公里,明年将抵达谷神星。(从技术上讲,更大的谷神星现在获得了矮行星的新称号,但并非所有人都收到了通知。)
史密斯的同事正在为OSIRIS开发三台高分辨率相机。“我们被要求建造相机来拍摄比一块煤还黑的小行星,”史密斯说。“这就像试图拍摄煤仓里的黑猫一样。”正在开发中的其他OSIRIS好东西包括激光雷达、红外光谱仪和其他仪器,这些仪器将帮助科学家确定贝努的化学成分和真实轨道,贝努在22世纪很有可能撞击地球。一种被称为雅科夫斯基效应的狂野的、非引力的力也将引起OSIRIS的特别关注。这种反弹发生在物体重新发射白天早些时候吸收的太阳能时,导致物体半长轴发生变化。
与此同时,小行星爱好者可以期待另一次小天体着陆尝试。欧洲航天局的罗塞塔号航天器在围绕彗星丘留莫夫-格拉西缅科轨道运行,计划于11月3日部署一个着陆器,该着陆器将降落在三公里乘五公里的小彗星(又名67P/C–G)上。史密斯说,它不规则的形状像一个橡皮鸭子。“这颗彗星上有很多孔口和挥发物,”他继续说道,“当它在靠近太阳时变热时,它会喷发喷射冰、尘埃和气体,这些气体构成了彗星。[罗塞塔] 将处于前排,看看会发生什么。”
所以,请继续关注,观察微小的潜在胜利,至少在外太空的尺度上是这样。