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花65亿元去幼走星挖土值吗?行家:自然!而且意义庞大

时间:2020-11-01 00:54 来源:伊人综合影视 点击:174

  来源:科技日报

  色五月婷婷姐综合10月21日早晨,已经在太空飞走4年的OSIRIS-REx(冥王号)探测器,成功从现在距地球3.34亿公里的贝努幼走星上,搜集了一些尘埃和碎石。消耗7年时间,耗资约65亿元人民币,只为从幼走星上抓回“一把土”,值得吗?

  自然!在中国航天科工集团二院钻研员杨宇光望来,这是一次意义庞大的“太阳系考古”。

在贝努幼走星上采样的冥王号。图源:NASA官网在贝努幼走星上采样的冥王号。图源:NASA官网

  中国科学院国家天文台钻研员郑永春对这次义务后续的科学钻研足够憧憬。“冥王号能够采集60克样品,这个量已经很众了,样品类型也会比较雄厚,能够开展很众专门编制的钻研。推想起码能够钻研几十年。”

  幼走星上藏有太阳系迂腐遗迹

  对于地球来说,近地幼走星是一栽危险的存在。它们在太空中风驰电掣,往往与地球擦肩而过,让人战战兢兢。不过这些鲁莽的家伙并非一无可取,它们身上也藏有科学家们梦寐以求的东西,比如太阳系最迂腐的遗迹。

  郑永春介绍说,太阳系形成之后,尘埃碰撞凝结形成了走星、低走星等天体,还有些粉末碎屑,成为了幼走星。相比之下,走星中含有很众放射性元素,会产生炎量,从而导致演化、熔融,徐徐将太阳系初期的历史秘密。而能量幼、炎量少的幼走星,基本上异国发生过演化,仍保留着太阳系形成之初的状态。对它们开展钻研,有助于探寻太阳系最早期的面貌。

  此外,随着航天技术发展,人类也产生了对幼走星资源开发行使的思想。

  出于上述主意,人们最先在茫茫太空中追求探测现在标。杨宇光外示,选择现在标时,必要考虑几个因素。

  从工程角度,最先要考虑可走性。例如项现在预算能买众大推力的火箭,能把探测器送到众远的地方,以此划定一个选择周围。倘若要登陆采样,那么幼走星的自转速度就不及太快,以免增补义务难度和风险。

  同时还要从探测价值方面考虑。太阳系里有近地幼走星、主带幼走星等众栽类型,其轨道分布、成份等都有迥异。在能力有限的情况下,必定是尽量选择此前异国探测过,本身具有必定特点,在科学上或对异日开发有有余高价值的幼走星,行为探测现在标。

  综相符考虑各栽因素,一颗发现于1999年,编号为1999 RQ36的近地幼走星——贝努成为了冥王号的探测现在标。

幼走星贝努的这张照片图像由冥王号探测器于2018年12月2日在距离幼走星外观24公里的地方拍摄的12张照片拼接而成。图源:NASA官网幼走星贝努的这张照片图像由冥王号探测器于2018年12月2日在距离幼走星外观24公里的地方拍摄的12张照片拼接而成。图源:NASA官网

  全国空间探测技术首席科学传播行家庞之浩介绍说,贝努是一颗富碳幼走星,直径将近500米。它距离地球近来时约有750万公里。

  中国科学院国家天文台钻研员刘玉娟在一篇文章中介绍,贝努的年龄超过45亿岁,并未通过过强烈的转折,意味着它外观和内部的物质都是太阳系诞生时产生的,其构成成分很能够包含生命最初在地球上形成时的物质。钻研如许的幼走星,有助于科学家意识早期的太阳系,包括地球的形成手段,以及生命首源的题目。

  崭新“接触即离”手段几秒钟完善采样

  冥王号是美国首个幼走星采样返回探测器,于2016年9月9日发射起飞,2018年12月飞到贝努幼走星附近。

  庞之浩介绍,冥王号此走有几个科学现在标,包括从贝努外观采回有余量的风化层物质,绘制原首碳质幼走星的全球特性、化学特性、矿物学分布情况图,在采样地点记录风化层的质地、形式、星体化学和光谱特性等。

  郑永春外示,采样区的选择,主要有两方面请求,一是期待样品有特点、新闻雄厚,具备更高的科学价值;二是必须有一块面积较大、地势平整的区域,才能保证坦然。通过综相符考虑,冥王号选择了名为“夜莺”的采样区。

该图片于10月20日在OSIRIS-REx义务的即取即拍(TAG)采样运动中捕获,表现了NASA航天器下降在幼走星Bennu外观上前后的SamCam成像仪的视野。图源:NASA官网该图片于10月20日在OSIRIS-REx义务的即取即拍(TAG)采样运动中捕获,偷情的空姐表现了NASA航天器下降在幼走星Bennu外观上前后的SamCam成像仪的视野。图源:NASA官网

  庞之浩介绍,此次采样采用了“接触即离”手段,采样过程只用几秒钟。其间,冥王号并异国着陆,而是在挨近现在标时伸出采样死板臂,用死板臂末了的采样器完善采样,然后快捷飞离。这栽手段省去了采样前着陆、固定,以及首飞前的解锁过程;探测器在惯性着落时,也挑供了采样所需的力。

  冥王号的采样器采用了一项崭新技术。庞之浩说,当采样器接触到幼走星地外时,会喷射出纯氮气体,把贝努外观的片面外土层物质吹入样品返回舱。采样器在接触地外时,也能够取得一片面样品。冥王号携带了3罐氮气,能已足3次采样尝试。地面模拟试验外明,它能够采得超过60克样品。

  庞之浩说,采样完善后,冥王号计划于2021年3月踏上归途,在2023年9月将重达46千克的采样返回舱送回地球。不过它不会再入地球大气层,而是在进入大气前4幼时开释采样返回舱,随即进走碰撞规避机动,让采样返回舱独自回到地面。冥王号本身则进入环绕太阳的轨道不息飞走。

  月球与幼走星采样各有难点

  冥王号并不是人类第一个在幼走星采样的探测器。

  2003年5月,日本发射隼鸟号探测器,几经弯折,从糸川幼走星上采集到约100毫克尘埃,于2010年6月返回地球。

  2014年12月,日本又发射隼鸟2号探测器。它于2019年2月在龙宫幼走星着陆采集外观样本,并发现了水相符矿物质。同年4月,它向龙宫发射了一枚金属弹,随后搜集了被激首的物质。现在,隼鸟2号正在返回途中,计划于今岁暮将幼走星样品送回地球。

  相比日本这两次幼走星采样计划,冥王号项现在除了科学现在标分歧,在采样、下降导航等方面也采用了崭新的技术,同时在伴飞距离上大幅萎缩。此外,60克的样品采集量,堪称阿波罗计划之后人类太空采样之最。

图源:视觉中国图源:视觉中国

  近年来,各国纷纷启动走星探测计划。吾国就计划在今年11月下旬发射嫦娥五号探测器,实走月球采样返回义务。那么月球与幼走星在登陆采样方面有何分歧?

  杨宇光外示,走星或低走星的个头大、引力大,着陆及采样手段与幼走星义务并不相通,所以在整个工程设计上都纷歧样。“从飞走器设计角度来说,冥王号和清淡轨道飞走器异国太大迥异,主要是增补了一些在微重力条件下采样的设备。”杨宇光说,而走星的庞大引力会导致探测器环绕、下降的速度专门快,这给工程带来了很大难度。

  尽管如此,幼走星采样也有很众技术挑衅。郑永春介绍,幼走星在走星学中被称作“非配相符天体”,原由其几乎异国引力,跟探测器之间异国相互作用,所以要实现对幼走星的伴飞、环绕以及着陆,十足要依赖探测器自身的动力,这对探测器的姿态调整及限制精度挑出了很高请求。

  此外,幼走星距离地球较远,近地点去去也要数百万公里,广大于月球与地球之间的距离,添上其现在标幼、速度快,这都给探测义务的轨道设计增补了难度。

  据媒体报道,吾国也在开展幼走星探测关键技术攻关。按照现在的计划,吾国将发射一个探测器,先环绕近地幼走星2016HO3飞走,再择机登陆采样,将样品返回舱送到地球附近开释。随后探测器不息飞走,借助地球和火星引力到达幼走星带,对名为133P的主带彗星进走探测。

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