哪些近地小行星适合探测?

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2010年4月,在对其太空计划缺乏方向的批评声浪中,贝拉克·奥巴马总统在佛罗里达州发表演讲,阐述了他对NASA的一些雄心勃勃的目标。 即使在今天,如何实现这些目标的细节仍然有些模糊,但目标本身是明确的——大约在2025年左右,美国将完成一项前所未有的壮举。“我们将首先将宇航员送往小行星,这将是历史上的首次,”奥巴马说。

NASA已经在2001年向近地小行星爱神星发射了机器人探测器并成功着陆,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)甚至在2010年成功从小行星丝川采样返回。 那么,下一个机器人任务将前往哪里?未来几十年,宇航员将首次在何处着陆呢?


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一群天文学家正在进行附近小行星的普查,他们提出了一些建议。 法国尼斯蔚蓝海岸天文台的迈克尔·穆勒和他的同事自2009年以来一直使用NASA的斯皮策太空望远镜来测量数百颗近地天体(NEO)的特性,这项活动被称为ExploreNEOs。 在《天文学杂志》四月号中,穆勒和他的同事报告称,有三颗小行星看起来特别有希望成为航天器的目的地。

探测小行星的动机有很多。 小行星的引力比月球或行星弱得多,因此无需复杂而昂贵的着陆舱即可接近。 从科学的角度来看,小行星是行星形成时期的残余物,保留了原始太阳系的关键记录。 更好地了解近地小行星的成分和特性,对于在需要进行偏转或爆炸避免与地球发生灾难性撞击的情况下,将是极其宝贵的。

ExploreNEOs小组使用了一系列标准来筛选斯皮策已经研究过的近地天体,以确定哪些是未来载人或无人任务的良好目的地。 首先,小行星的轨道应允许相对容易的交会; 也就是说,将航天器从地球轨道推进到小行星附近所需的燃料量应尽可能少。 其次,小行星应该相当暗淡——反射光线很少的小行星被认为是最原始的。 最后,小行星应该经历尽可能少的太阳加热,太阳加热可能会污染其原始成分。 因此,该研究的作者对每颗小行星的轨道历史进行了建模,以确定它过去可能离太阳有多近。

在斯皮策在2010年中期观测到的293颗近地天体中,有65颗的轨道可以用小于每秒七公里的推进速度到达,符合容易交会的标准。 在这65颗小行星中,有7颗特别不反光,满足了原始成分的标准。 在这7颗小行星中,有3颗小行星——分别为1992 UY4、2001 SK162和2001 PM9——自形成以来可能一直保持离太阳相对较远,因此也相对较冷。 那么,这三颗小行星至少值得作为可能的目的地进行考察。

列表中没有包括小行星1999 RQ36和1999 JU3,这两颗小行星已被提名为NASA、JAXA和欧洲航天局拟议的无人任务的目标。 穆勒说,这些小行星只是没有出现在斯皮策在ExploreNEOs活动期间相对狭窄的可见窗口中。 但这项调查仍在进行中,研究人员预计到2011年底将对约700颗近地天体进行表征。 如果统计数据保持不变,斯皮策到那时应该会在整个样本中发现六到七颗理想的目标小行星。 世界各国的航天机构将对其任务采取什么方向还有待观察,但更多地了解我们附近的这些小行星肯定对他们的计划没有坏处。

近地小行星爱神星的照片,NASA的NEAR-Shoemaker任务于2001年在此着陆:NASA/NEAR (JHU/APL)

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