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隼鸟2号即将“惊险”着陆 "龙宫小行星"首批研究成果

文章作者:admin 人气:6136 发表时间:2019-01-08 12:29:21
隼鸟2号即将“惊险”着陆 "龙宫小行星"首批研究成果(图1)隼鸟2号探测器在一次降落彩排中拍摄到自己的影子。图片来源:JAXA

  来源:中国科学报

  本报讯 2010年,日本的隼鸟号探测器创造了历史,首次将在小行星上收集到的样本带回了地球。然而,历时7年、长达40亿公里的奥德赛之旅曾导致了太阳能电池板退化、机械故障无数、燃料爆炸、飞船翻滚、与地面控制系统中断两个月通信。当这一项目再来一回时,隼鸟2号的科学家和工程师决定避免这样的戏剧性事件。他们使组件更加坚固,增强了通信能力,并对新技术进行了彻底的测试。

  如今,目标小行星“龙宫”即将迎来新的惊喜。“通过研究每一颗小行星的细节,我们希望至少能找到一些适合着陆的平坦区域。”日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)下属空间和航天科学研究所(ISAS)隼鸟2号项目负责人Yuichi Tsuda说。然而,当探测器于2018年6月抵达距地球2.9亿公里的“龙宫”小行星时,科学家发现这是一颗坑坑洼洼、布满卵石的天体,使得着陆成为一项艰巨的挑战。

  原定于去年10月进行的第一次取样着陆被至少推迟到本月底。在近日举行的一次研讨会上,ISAS的工程师提出了一项大胆的新计划,要在间隔很近的岩石之间精确着陆。美国加利福尼亚大学圣克鲁兹分校生命起源研究员Bruce Damer说:“这真的很惊人。”

  自2014年12月隼鸟二号探测器发射以来,其他大多数事情都在按计划进行。其装载的照相机和检测设备已经提供了有关这颗小行星的质量、密度、矿物和元素组成的线索;3架降落在“龙宫”上的漫游车已经检查了它的表面。在此次研讨会上,ISAS的研究人员展示了早期研究结果,包括大量有机物质的证据,以及小行星的母体曾经存在水的线索。名古屋大学项目科学家Seiichiro Watanabe说,这些发现“进一步证明是小行星而不是彗星把水和有机物质带到了地球”。

  叶山高等教育研究生院行星材料科学家Mutsumi Komatsu说,迄今为止,隼鸟2号探测器还没有在“龙宫”表面或地下发现水。但是它的红外光谱仪已经发现了含有羟基的矿物迹象,这表明水曾经存在于其母体或该小行星上。Watanabe说,这颗小行星的高孔隙度还表明,它曾经含有大量的水或冰以及其他挥发性化合物,后来这些物质逃逸出来。像“龙宫”这样的小行星也含有丰富的碳元素,它们可能在天体的早期历史中带来了水和碳,后者都是生命的关键组成部分。(相比之下,彗星只有3%到5%的碳。)

  对这一理论(被称为“晚期小行星冲撞”)的支持来自另一个正在进行中的小行星样本回收任务。上个月初,美国宇航局(NASA)的OSIRISREx探测器抵达了小行星本努。据NASA透露,本努的形状也像一个旋转的陀螺,并且其土壤中含有水分。Watanabe说:“我们很幸运能够对这两颗小行星兄弟进行比较研究。”

  人类历史上第一个小行星采样探测器是2003年日本发射的隼鸟号,它于2010年成功将“丝川”小行星的一些物质微粒送回地球。

  隼鸟2号探测器于2014年12月从日本鹿儿岛县种子岛宇宙中心发射升空,并于今年6月27日顺利抵达“龙宫”上空20千米处的预定观测点,预计将在“龙宫”附近逗留约一年半,2020年返回地球。

  小行星“龙宫”的直径大约是小行星“丝川”的3倍,但仅为欧洲空间局“罗塞塔”号探测器于2014年和2016年拜访的彗星67P/Churyumov-Gerasimenko的1/4。它被认为存在含有水和有机物的岩石,与约46亿年前地球诞生时的状态相近。科学家希望通过分析采集到的“龙宫”样本,解答太阳系形成和生命起源的若干谜题。

  “龙宫”是一颗“C型”小行星,它的表面比小行星“丝川”暗,而后者是一颗“S型”小行星。

  对“龙宫”岩石的化学和同位素分析——由隼鸟2号探测器的着陆器在太空中以及随后在地面实验室中完成——可以帮助解释地球,特别是水的起源。许多研究人员认为,地球的海洋是由富含水的小行星或彗星撞击形成的。(赵熙熙)

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