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日本探测器飞抵小行星“龙宫”

日本隼鸟2号探测器正在接近小行星“龙宫”。图片来源:JAXA

在经历了3年半的旅行之后,日本隼鸟2号探测器本周飞抵目标小行星“龙宫”。该探测器将于今年晚些时候在这颗小行星的表面释放着陆器,并于2020年将珍贵的样本带回地球上的实验室,在此之前,它已经为行星科学家提供了针对此类神秘小行星的近距离观测。

日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)上周发布了一些距离“龙宫”约300公里拍摄的模糊图像。这是一颗普通但很少被研究的小行星,它看起来与旋转的陀螺相似。

而本周,一幅从40公里外的地方拍摄的更详细的图片,展示了一个布满了大石块的表面。JAXA宣布,当地时间6月27日9时35分(北京时间8时35分),隼鸟2号顺利抵达“龙宫”上空20千米处的预定观测点。该探测器将继续向小行星靠近,预计到达约10公里外。“龙宫”的轨道位于地球和火星之间。

该项目经理Yuichi Tsuda在6月25日发表的一份声明中说:“从远处看,小行星‘龙宫’最初表现为圆形,然后逐渐变成了一个正方形,后来又变成了一个类似于萤石的美丽形状,在日语中被称为‘萤火虫石’”。

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。重约600千克的隼鸟2号是隼鸟号的后继探测器,它搭载了撞击设备,可有目的地撞击小行星形成“人工陨石坑”,以采集小行星的地下物质样本。

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,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”直径约1千米,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”更暗,而后者是一颗“S型”小行星。1997年,美国宇航局(NASA)一个名为NEAR Shoemaker的任务,从1000多公里的距离外飞过一颗名为“253马蒂尔德”的C型小行星。“隼鸟2号是唯一一艘接近C型小行星的探测器,这特别令人兴奋。”曾参与NEAR Shoemaker任务的Lucy McFadden说。

“我们对C型小行星了解不多。”McFadden说,她是马里兰州格林贝尔特市NASA戈达德太空飞行中心的行星科学家。然而此类小行星的成分与早期太阳系相似。特别是隼鸟2号探测器将会确定,昏暗的“龙宫”表面是由于富含碳——正如人们通常认为的那样,还是像磁铁矿这样的小型金属粒子所造成的。

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。

隼鸟2号探测器进行的第一批测量着重关注“龙宫”的旋转周期,大约是7.5个小时。这是一个好消息,因为更快的旋转会使接近其表面变得更加困难,松原市JAXA太空与航天科学研究所任务经理Makoto Yoshikawa说。但他表示,“龙宫”的形状令人惊讶,因为它在赤道附近有一个凸起,而这通常与快速旋转的天体有关。

隼鸟2号探测器目前最重要的任务是利用激光测距确定自己的位置,以便进行相应操作。“我们想知道宇宙飞船与小行星的确切距离。”Yoshikawa说。同样重要的是利用机载相机和红外光谱仪绘制小行星表面图。而温度的变化会暗示小行星表面的构成。所有这些数据对于决定在哪里释放MASCOT—— 一个鞋盒大小的着陆器是至关重要的。同时由隼鸟2号探测器携带的另外3个探测器将对这颗小行星进行拍摄。

“我们将利用从母船获得的信息进行着陆地点的选择。”科隆市德国航空航天中心着陆器有效载荷经理Stephan Ulamec说。Ulamec也是“菲莱”的项目经理。“菲莱”是一台洗面机大小的着陆器,由“罗塞塔”号探测器将其释放到67p/Churyumov-Gerasimenko彗星表面。

按计划,隼鸟2号将在观测点上开展一段时间的观测,今年10月前后将首次尝试在“龙宫”上着陆并采集岩石样本,之后还将反复开展飞离观测及着陆采样。

除了隼鸟2号探测器外,美国2016年发射的奥西里斯-REx探测器预计将于今年8月抵达小行星“贝努”,然后于2020年飞临小行星表面取样,2023年将样本送回地球

《中国科学报》 (2018-06-28 第2版 国际)
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