NASA 的 OSIRIS-REx 探测器成功收纳小行星岩石样本

该航天器将于 2023 年将来自小行星贝努的原始物质送回地球

OSIRIS-REx collector

OSIRIS-REx 采集器头在成功地将样本收纳到容器()中之前,悬停在航天器的样本返回舱()上方。

NASA 的开创性OSIRIS-REx 探测器已将其珍贵的小行星样本收集起来,准备返回地球。

OSIRIS-REx 已完成碳含量丰富的小行星贝努碎片的收纳工作,这些碎片是它在上周二(10 月 20 日)抓取的,并成功地将这些物质锁定在航天器的返回舱中,任务团队成员在周四(10 月 29 日)宣布。

而且样本似乎相当可观——远远超过任务设定的 2.1 盎司(60 克)的目标,团队成员说。事实上,OSIRIS-REx 在 10 月 20 日收集了如此多的物质,以至于其采样头无法正常关闭;采样头的密封聚酯薄膜挡板在某些地方被突出的贝努鹅卵石楔住而打开。


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OSIRIS-REx 团队在上周检查采样头及其收集的样本的照片时注意到了这个问题;逃逸的小行星物质碎片在照片中漂浮。为了最大限度地减少损失量,团队决定加快精确而复杂的收纳程序,该程序原定于下周进行。

因此,在周二和周三(10 月 27 日和 10 月 28 日)的 36 小时内,工程师们指示 OSIRIS-REx 将位于探测器机械臂末端的采样头放入返回舱中;拉动采样头以确保其牢固固定;切断与机械臂的连接;并通过锁定两个闩锁来锁定返回舱。

所有这些都是在 OSIRIS-REx 距离地球约 2.05 亿英里(3.3 亿公里)的情况下完成的,这意味着每个命令需要 18.5 分钟才能到达 OSIRIS-REx,而来自探测器的每次更新也需要 18.5 分钟才能传回地球。

“我们希望只尝试收纳一次,并且我们想确保我们成功,”洛克希德·马丁空间公司位于科罗拉多州利特尔顿的 OSIRIS-REx 任务运营经理 Sandra Freund 在周四的 NASA 新闻发布会上说。“我们绝对成功了。”

计划的变更需要在 NASA 的深空网络 (DSN) 上临时重新分配时间,深空网络是该机构用于与其遥远探测器通信的射电望远镜系统。由于收纳操作非常重要且复杂,OSIRIS-REx 需要一大块连续的 DSN 时间,其他 NASA 任务为了大局而牺牲了这些时间。

目前尚不清楚 OSIRIS-REx 的返回舱中究竟有多少小行星物质,该返回舱将于 2023 年 9 月返回地球。团队取消了原计划的采样后称重程序,该程序本应涉及旋转探测器,因为这种操作会导致更多的样本损失。(任务团队成员解释说,移动机械臂——例如,拍摄样本照片和进行收纳操作——会产生释放颗粒的加速度。因此他们希望尽量减少此类运动。)

但亚利桑那大学的任务首席研究员 Dante Lauretta 说,船上肯定有很多小行星物质。

Lauretta 说,10 月 20 日的采样操作非常顺利,采样头深入贝努表面——可能达到 19 英寸(48 厘米)或更深。团队确信 OSIRIS-REx 那天几乎装满了它的采样头,这意味着它很可能带着大约 4.4 磅(2 公斤)的收集物质离开了贝努。

Lauretta 说,与随后的几天相比,损失似乎微乎其微——总共可能“几十克”。最近的采样头照片显示它仍然装得很满。任务团队成员在这些照片中只能看到采样头体积的 17%,但他们估计大约有 14.1 盎司(400 克)的贝努物质被塞进了那个空间,Lauretta 说。

如果这个估计是准确的,并且如果这 17% 的切片代表了整个采样头,那么 OSIRIS-REx 可能已经 удерживает 超过 4.4 磅(2 公斤)的样本。Lauretta 的总体预测比这更保守,但仍然非常乐观。

“我相信我们仍然在样本收集器头中有数百克物质——可能超过一公斤,肯定有,”Lauretta 在今天的新闻发布会上说。

这将是个好消息。如此大量的样本将允许许多研究小组研究贝努的尘土和岩石,并使用原始的宇宙样本进行各种各样的实验。例如,Lauretta 指出了有机化学——特别是涉及糖的分析。

糖“预计在[像贝努这样的小行星]上以非常低的丰度存在,需要几克样本才能从中提取出来,”Lauretta 说。“我们认为,对于 15 克的分配量来说,这是不可行的,但对于可用于分析的更大质量来说,情况就不同了。”

(OSIRIS-REx 科学团队可以分析最多 25% 的返回样本。如果总样本最终达到目标 60 克,团队将可以研究最多 15 克的样本。)

如果一切按计划进行,这些实验将揭示大量关于太阳系早期的情况,以及像贝努这样的小行星可能在帮助地球生命起源方面发挥的作用,通过输送大量的水和含碳有机化学物质。阐明这些重大问题是耗资 8 亿美元的 OSIRIS-REx 任务的主要目标,该任务于 2016 年 9 月发射,并于 2018 年 12 月抵达贝努。

该任务的下一个重要步骤包括为返回之旅做准备(尽管工程师们也在试图弄清楚他们是否可以以某种方式粗略估计现在已收纳的样本的质量)。轨道动力学决定了 OSIRIS-REx 必须在 3 月初到 5 月之间开始返航,目前的计划是瞄准该窗口的最早部分,团队成员今天表示。

OSIRIS-REx 是 NASA 的第一个小行星采样任务,但它不是历史上第一个。日本的隼鸟号任务在 2010 年向地球运送了石质小行星丝川的小碎片,而该探测器的后继者隼鸟2号计划在今年 12 月返回碳含量丰富的小行星龙宫的样本。

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Mike Wall 自 2010 年以来一直为 Space.com 撰稿。他关于寻找外星生命的书籍《Out There》于 2018 年 11 月 13 日出版。在成为一名科学作家之前,Michael 曾担任爬虫学家和野生生物学家。他拥有澳大利亚悉尼大学的进化生物学博士学位,亚利桑那大学的学士学位,以及加利福尼亚大学圣克鲁斯分校的科学写作研究生证书。

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