鹰隼号飞船 隼鸟号带回来的样本

神话传说到火星探险,一直以来,人类都在宇宙中苦苦探寻生命的答案 。但是,以往的所有尝试都不像隼鸟2号这样野心勃勃 。
2014年12月,隼鸟2号宇宙飞船日本宇宙航空研发机构发射升空,旨在探寻小行星上是否具有生命起源的迹象 。小行星是行星形成过程中的残留碎片,就像宜家家居组装完成后剩下的配件 。大多数小行星在火星与木星的轨道之间围绕太阳运转,而隼鸟2号需要采集岩石样本的小行星的轨道位于火星与地球轨道之间 。
这样一个飞行距离意味着隼鸟2号要到2018年年中才能到达1999 JU3小行星 。到达小行星只是任务的前奏,一旦着陆,隼鸟2号就要开始投入探寻小行星的过往历史,甚至太阳系的生命起源等一系列伟大的壮举中 。如果说菲莱登陆彗星就像脱箭入靶,那么,隼鸟2号还要在箭里塞满移动的微型科学家,随箭射入靶心,对箭靶进行探索,然后再将箭带回来 。
隼鸟2号的主要任务是寻找与地球上相匹配的水和氨基酸的存在迹象 。水和氨基酸是合成蛋白质和形成生命的主要物质,如果能找到,那我们将有证据证明小行星拥有孕育生命的种子,并且具有对生命至关重要的介质 。
隼鸟2号的目标小行星的直径只有1000米,体积很小,引力太弱,无法容纳液态水 。但科学家之前对此小行星进行的观测发现,它的黏土层中含有水,这就意味着这颗小行星曾经是某个较大行星的一部分,并且这颗较大行星的引力允许液态水的存在,然后星球消失了,只剩下如今的残骸小行星 。隼鸟2号打算先对岩石进行勘探,确定黏土层的位置,然后开始着陆 。
隼鸟2号在小行星上收集完样本后就会将它们带回地球,而不是在太空中完成整个分析过程 。这次着陆必将危险重重,因为飞行器与地球之间的对话存在延时,人类无法实时指挥,隼鸟2号只能自行着陆 。
1. 实现接触
为了顺利着陆,隼鸟2号需要提前掷下一个目标反射标志,这个标志中装满了小球,使它可以像沙包一样降落在小行星表面,一旦稳定下来就可以反射光线帮助下降中的飞行器确定位置 。隼鸟2号下降至距离小行星表面不到30米处时,会开启四个激光器以帮助其尽可能精确地降落到指定地点 。在小行星较弱的引力的作用下,着陆过程将是短暂而缓和的,如果撞击力太大,着陆舱很可能被弹回空中 。然而,隼鸟2 号的首要目的是收集样本,因此,它的解决办法就是向小行星发射子弹头 。
2. 发射子弹
这颗重量为5 克的子弹以300米/ 秒的速度击中小行星表面,爆炸弹起的尘埃会由隼鸟2号的摇臂收集到样本容器里 。
尽管事先投入了大量时间进行计划和准备,但着陆的风险还是非常大的 。从名称我们就可以知道,隼鸟2号是一架后续机型,在2003年至2010年,此前的隼鸟号曾造访过另外一颗小行星 。在隼鸟号着陆过程中,导航激光器在着陆点发现障碍物,降落自动停止 。稍后,隼鸟号继续下降、反弹(菲莱的着陆过程也是如此),到达小行星表面后在那里停留了半小时之久,而非事先计划的数秒 。日本北海道大学的副教授橘省吾是隼鸟2号任务的首席研究员,他就此评论说:停留如此之久是非常危险的,小行星表面的温度非常高(接近1 0 0 ℃),飞行器不宜在此久留 。
隼鸟号成功地实现了二次着陆,但由于撞击小行星表面的子弹头的点火系统出现故障,这让大家对它采集到的样本的数量担心不已 。这一次,隼鸟2号的研究团队对子弹点火系统非常自信 。尽管如此,为了防止出现意外,他们还是制订了备选方案 。
3. 齿状收集器
用来收集小行星表面物质的摇臂底部边缘呈齿状排列 。隼鸟2号从小行星地表升起时,这些齿状结构会将表层松散堆积的岩石抛向空中,然后,飞行器降低速度,让这些快速移动的沙砾碎片落进样本容器里 。
4. 长时间停留
【鹰隼号飞船 隼鸟号带回来的样本】隼鸟2号不能在小行星表面四处活动,因此,它的副手福神号(MASCOT,即小行星表面移动探测器首字母的缩写译者注)小型登陆器将代替它完成探险 。福神号登陆器由德国法国的研究团队研发制造(这个团队也是菲莱的研发者),它将对小行星进行零距离分析 。借助广角相机,福神号可以拍摄到隼鸟2号即将采集的微小岩石的周围布局 。此外,它也会释放一个小流浪者


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