NASA 首次小行星采样行动显然进行得太顺利了。
该机构的 OSIRIS-REx 探测器从近地小行星 Bennu 的表面获取了太多的尘土和岩石(10 月 20 日,星期二),以至于航天器的采样机制未能正确关闭,导致一些收集到的物质泄漏到太空,任务团队成员于周五(10 月 23 日)宣布。
OSIRIS-REx 的操控人员现在计划尽快将收集到的物质存放在探测器的返回舱中,以最大程度地减少物质损失。NASA 官员表示,该团队希望在周二(10 月 27 日)开始这项至关重要的、为期数天的操作。
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NASA 总部位于华盛顿的科学部门副主管托马斯·祖布肯在一份声明中说:“Bennu 不断以伟大的科学成果给我们带来惊喜,并且[还]抛出了一些难题。”
祖布肯说:“尽管我们可能不得不加快存放样本的速度,但这并不是一个坏问题。我们很高兴看到似乎是丰富的样本,这将激发未来几十年超越这一历史时刻的科学研究。”
耗资 8 亿美元的 OSIRIS-REx 任务于 2016 年 9 月发射,并于 2018 年 12 月抵达 Bennu。该任务的主要目标是向地球运送至少 2.1 盎司(60 克)的原始 Bennu 物质。这将发生在 2023 年 9 月 24 日,届时返回舱将在犹他州沙漠着陆。
所有迹象都表明,探测器在周二的机动中收集了足够的物质,该机动的特点是 OSIRIS-REx 的触碰即走采样采集机构 (TAGSAM) 头与 Bennu 进行了六秒钟的“亲吻”。
亚利桑那大学的任务首席研究员但丁·劳雷塔在周五的新闻发布会上说,采样头深入Bennu,可能深入到地表以下 19 英寸(48 厘米)。航天器拍摄的照片显示,采样头被物质堵塞,这表明 OSIRIS-REx 至少采集了数百克 Bennu 碎片,劳雷塔补充说。
但这些照片也显示,从 TAGSAM 头的缝隙中逸出了一团颗粒,这些缝隙是小岩石阻止了采样器的聚酯薄膜襟翼完全闭合造成的。劳雷塔说,当 OSIRIS-REx 移动 TAGSAM 以查看收集到的样本时,加速了逃逸。
他和他的同事最初计划在周六(10 月 24 日)称量样本,这项操作将涉及稍微旋转 OSIRIS-REx。但这项操作无疑会释放出更多的小行星颗粒,因此任务团队成员现在计划直接进行样本存放。(他们还取消了原定减缓 OSIRIS-REx 从 Bennu 撤退的发动机点火,原因相同。)
劳雷塔说,跳过称重步骤并没有什么损失。
他在周五的新闻发布会上说:“我们面前的挑战是由于 TAGSAM 可能真的装满了物质。” 他补充说,目前的当务之急是“安全地存放这个样本,并最大程度地减少任何进一步的损失。”
劳雷塔说,很难量化已经损失了多少物质。但他估计,由于最近的摄影活动,最多有 10 克 Bennu 样本飞走了,并且在存放操作过程中可能会损失“几克到几十克”。(劳雷塔说,当 Bennu 保持相对静止时,逃逸率似乎非常低。)如果这些数字是正确的,并且 OSIRIS-REx 确实在周二捕获了数百克物质,那么该任务的进展状况良好。
劳雷塔说,样本不能立即存放。例如,团队首先需要最终确定并验证更新后的存放计划,该计划考虑到了泄漏的小行星颗粒。任务还需要确保在 NASA 的深空网络 (DSN) 上获得一段长时间的连续时间,深空网络是该机构用来与其遥远的航天器通信的全球无线电天线阵列。劳雷塔解释说,样本存放将是一个复杂且耗时的过程,OSIRIS-REx 和地面之间需要进行大量的来回通信。
劳雷塔说,尽管存在这些复杂情况,但任务团队对迄今为止的进展感到高兴和兴奋。
他说:“我们不可能进行更好的样本采集实验了。颗粒逸出是因为我们几乎成了自己成功的受害者。”
自周二的采样操作以来,OSIRIS-REx 一直在远离 Bennu,并且不会再次冲向小行星,劳雷塔说。假设样本在下周成功存放,那么下一个重大里程碑将在 3 月初到来,届时 OSIRIS-REx 将离开 Bennu 并开始返回地球。
劳雷塔说,那次旅行将相对平静——直到 2023 年 9 月,届时返回舱将降落到地球(其中包含数量不明的物质;一旦样本被存放,就没有好的方法来测量质量)。
然后,小行星岩石和尘土将被送到世界各地的实验室,科学家们可以在那里研究它们,以寻找有关太阳系早期以及像 Bennu 这样的富碳太空岩石可能在帮助地球生命起源方面所起作用的线索。
尽管 OSIRIS-REx(其名称是“起源、光谱解释、资源识别、安全-风化层探测器”的缩写)是 NASA 的首次小行星采样任务,但它并非总体上的首次。日本的隼鸟号探测器于 2010 年返回了石质小行星丝川的小颗粒,其后继者隼鸟2号现在正在将富碳小行星龙宫的样本运回地球。龙宫物质将于今年 12 月在澳大利亚着陆。
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