飛37億公里,取45億年前60克超古老物質(zhì),NASA獲得歷史性突破!

10月20日,這是一個(gè)歷史性的日子,美國宇航局冥王號(hào)(OSIRIS-REx)探測器飛了37億公里,終于從小行星本努(小行星101955)上搶到了一坨太陽系誕生時(shí)最古老的巖石樣本,將在2023年把它送回地球。如果成功,這將是NASA自上世紀(jì)70年代從月球上取回巖石樣本后,第一次從小行星上取回樣本,再一次獲得歷史性突破。

小行星本努
小行星本努又名小行星101955,是1999年發(fā)現(xiàn)的一顆阿波羅型小行星,直徑492米。根據(jù)科學(xué)家們的計(jì)算,大約每13萬年,就可能有一顆直徑約500米的小天體會(huì)撞擊地球,導(dǎo)致局部的災(zāi)難性影響。
本努是一顆被認(rèn)為對(duì)地球有潛在威脅的小行星,曾被列為巴勒莫撞擊危險(xiǎn)指數(shù)第二高的天體,其在2175年到2196年間有0.037%的可能性撞擊地球。第一高的是小行星阿波菲斯(小行星99942),曾被認(rèn)為有37分之一的可能在2029年撞擊地球。

不過要精確計(jì)算小行星的軌道需要更為詳細(xì)的計(jì)算模型及高精度的觀測數(shù)據(jù),所以很多時(shí)候科學(xué)家們計(jì)算出來的撞擊幾率并不相同,巴勒莫撞擊危險(xiǎn)指數(shù)也變來變?nèi)?,所以我們誰也不知道這些潛在的危險(xiǎn)天體究竟會(huì)不會(huì)撞擊地球。
由于對(duì)本努的物理性質(zhì)知之甚少,美國宇航局決定派遣一個(gè)探測器對(duì)其進(jìn)行觀測,并取回樣本進(jìn)行研究。這是因?yàn)楸九翘栂祫傉Q生的時(shí)候就存在的小天體,是兩個(gè)小行星碰撞產(chǎn)生的碎片,就像一個(gè)漂浮在太空中的時(shí)間膠囊,可以提供太陽系誕生時(shí)的化學(xué)信息;本努本身含有5%到10%的水,表面布滿富含碳的物質(zhì),可以幫助科學(xué)家們更好地了解小行星在將水帶入地球,并提供生命構(gòu)建基礎(chǔ)的前生命化學(xué)材料中究竟發(fā)揮了什么作用。

冥王號(hào)探測器
這個(gè)探測器就是冥王號(hào)(OSIRIS-REx),由亞利桑那大學(xué)行星科學(xué)和宇宙化學(xué)教授但丁·勞雷塔(Dante Lauretta)主持研發(fā),總耗資8億美元,是NASA繼木星朱諾號(hào)和冥王星新視野號(hào)后的第三個(gè)行星科學(xué)任務(wù)。前兩個(gè)已經(jīng)取得了極為豐碩的成果,科學(xué)界因此對(duì)冥王號(hào)也寄予厚望。
冥王號(hào)于2016年9月8日由阿特拉斯五號(hào)火箭發(fā)射升空,經(jīng)過兩年的航行,終于在2018年12月與本努會(huì)合,開始了表面繪圖,尋找采樣點(diǎn)的工作,并進(jìn)行采樣前的各種準(zhǔn)備及演練。
到今天(10月21日)為止,冥王號(hào)已經(jīng)飛行了37億公里,目前距地球3.3億公里,發(fā)射或接收信號(hào)單邊就需要18分鐘。

危險(xiǎn)的取樣
冥王號(hào)的取樣定在美國東部時(shí)間周二下午18:12,即北京時(shí)間21日凌晨6:12,這是一個(gè)極為危險(xiǎn)的時(shí)刻。冥王號(hào)需以每小時(shí)0.3公里的速度,用4個(gè)半小時(shí)的時(shí)間緩慢接近本努,之后伸出一個(gè)3.35米的機(jī)械臂,用加壓氮?dú)鈹噭?dòng)小行星表面,然后吸走60到2000克樣本,整個(gè)過程只有5秒鐘時(shí)間。

前面已經(jīng)說了,冥王號(hào)距地球約3.3億公里,信號(hào)單邊就要走18分鐘,因此取樣完全是自動(dòng)進(jìn)行的,稍有差池,就可能導(dǎo)致機(jī)械臂折斷,甚至探測器撞毀在小行星表面。之所以只留5秒的采集時(shí)間,就是為了最大程度地減少撞擊幾率。
這個(gè)“觸地復(fù)飛”的動(dòng)作最終得以完美完成,18點(diǎn)12分,科學(xué)家們宣布:觸地得分,采樣正進(jìn)行中!
幾秒鐘后,科學(xué)家們確認(rèn)飛船已離開本努,宣布:樣品收集完成,發(fā)動(dòng)機(jī)已點(diǎn)火后退。

返回地球
根據(jù)科學(xué)家們的說法,探測器這幾天將發(fā)回樣品采集的圖像,以確認(rèn)是否采集成功。根據(jù)計(jì)劃,這次采集至少需要60克的樣本,最理想是能夠達(dá)到2000克,如果未能達(dá)成目標(biāo),冥王號(hào)將再次進(jìn)行采集,最多可以進(jìn)行3次。
之后樣品將被放入46千克的樣品返回艙,開始返回地球的旅程,并在2023年到達(dá),用降落傘降落在猶他州空軍測試訓(xùn)練場,然后被運(yùn)送到約翰遜太空中心,在專門的研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行處理。

從冥王號(hào)立項(xiàng)研發(fā)到返回地球,整個(gè)過程需要12年的時(shí)間,而最關(guān)鍵的時(shí)間就是這5秒鐘。比起以前美國宇航局僅在彗星上取回疑似外星物質(zhì),日本兩艘探測器取回“痕量”(毫克)樣本,冥王號(hào)無疑將創(chuàng)造歷史,成為第一個(gè)從月球以外天體真正取回“外星”物質(zhì)的任務(wù)。
只是希望它取回的,不是《異星覺醒》中“凱文”那樣的火星生物!
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