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簡介：日本的隼鳥2號將于2020年12月帶回小行星Ryugu的樣本，迄今，已降落于其表面的火星車所收集信息顯示：在Ryugu表面出現(xiàn)兩類不同巖石，這可能是由于Ryugu是兩個不同材料的物體碰撞后形成，或是一個單一巖體的殘余。

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2018年6月，日本“隼鳥2號”探測器抵達龍宮星時，搭載了4個小型探測車?！蚌励B2號”主要的任務(wù)是取樣并返回，但是JAXA（日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)）也派出了探測車以探索這顆小行星的表面，并盡可能多地從這次任務(wù)之中獲取信息。但是不能保證樣品的成功返回。

之所以選擇龍宮星，是因為從類別上說，這顆小行星是一顆原始的碳質(zhì)小行星。這種類型的小行星是理想的目標，因為它代表了形成我們太陽系天體的原始物質(zhì)。它離地球也很近。

來自龍宮星的樣本將于2020年12月返回地球，這將是此次任務(wù)帶來的最大科學(xué)成果。地球上的實驗室對它進行的分析將比探測器上的儀器告訴我們多得多的內(nèi)容。但是降落在龍宮星表面的探測車已經(jīng)揭示了很多關(guān)于它的信息。

隼鳥2號任務(wù)的四輛探測車中有一臺名叫吉祥物（MASCOT），全稱為移動小行星表面探測器。吉祥物由德國航空航天中心(DLR)和法國航天機構(gòu)（CNES）為該任務(wù)開發(fā)。吉祥物的任務(wù)只持續(xù)了17個小時，在這段時間里，它有能力實現(xiàn)自己的目標:測量風(fēng)化層的小規(guī)模結(jié)構(gòu)、分布和質(zhì)地。

“通過吉祥物，我們已經(jīng)與我們的日本和法國同事們一起書寫了太空歷史的一小章。”漢斯約格·迪圖斯說，他是DLR空間研究和技術(shù)執(zhí)行委員會成員。

在《科學(xué)》雜志上發(fā)表的一篇論文中，研究人員提供了來自吉祥物的證據(jù)，以闡明龍宮星的結(jié)構(gòu)。這篇論文的標題是“來自小行星龍宮表面的圖像顯示，其上巖石類似于碳質(zhì)球粒隕石?！边@項研究的主要作者是拉爾夫·奧曼，他是DLR行星研究所的研究員。

吉祥物探測器設(shè)計得不同尋常。它從龍宮里上空僅41米處釋放，降落的方式像一個翻滾的骰子。在翻滾停止之后，它用內(nèi)部的彈簧臂跳到新的位置。吉祥物沒有輪子。

通過觀察吉祥物捕捉到的圖像，DLR的科學(xué)家們能夠追蹤吉祥物在龍宮星表面經(jīng)過的路徑。

通過吉祥物的相機(MAScam)提供的圖像，科學(xué)家們能夠繪制出它降落到地表的軌跡以及它在地表的路徑。MR是吉祥物釋放點，著陸器從隼鳥2號上的釋放點。CP1為接觸點1，從CP1出發(fā)的弧形帶箭頭線為吉祥物在小行星表面上的路徑。圖源：Using images from MASCOT’s camera, called MAScam, scientists were able to map its trajectory to the surface and its path on the surface. MR is Mascot Release, where the lander was released from Hayabusa 2. CP 1 is Contact Point 1, and the curved arrowed line leading away from CP 1 is MASCOT’s path on the surface. Image Credit: JAXA/U Tokyo/Kocchi U/Rikkyo U/Nagoya U/Chiba Inst. Tech./Meiji U/ U Aizu/AIST;DLR.

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吉祥物的圖像顯示了兩種類型的巖石，都是黑色的。它們僅反射不到4.5%的陽光，類似于煤炭。1型顏色最深，有皺褶的花椰菜狀表面。2型稍亮，有鋒利的邊緣和光滑有斷裂的表面。這些圖像和其他測量結(jié)果一起，將龍宮星描繪成一個聚合度極低的“碎石堆”。

吉祥物探測器相機背后的MASCam團隊將龍宮星上的巖石分為兩類:第1類是暗色、不規(guī)則形狀的巨石，表面雜亂，像花椰菜一樣。第2類更加明亮，邊緣鋒利，表面光滑，有裂縫。圖源：MASCOT/DLR/JAXA

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來自鞋盒大小的著陸器上的相機MAScam的圖像顯示了龍宮星巖石內(nèi)部的小亮點，與碳質(zhì)球粒隕石類似，這是最古老并最稀有的隕石類型。

龍宮上的巖石類似于這顆在2000年墜落在加拿大塔吉斯湖上的碳質(zhì)球粒隕石。兩者都在接近黑色的巖石中含有明亮的礦物包裹體。圖源：邁克爾·霍利，阿爾伯塔大學(xué)創(chuàng)意服務(wù)

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這類隕石是太陽系中最古老的巖石之一，是年輕太陽周圍第一批星體形成時的殘留物。它們在科學(xué)上很重要，因為它們保存著太陽系起源的線索，而在地球上幾乎不可能找到這些線索。

不僅僅是吉祥物的圖片揭示了龍宮的碎石堆本質(zhì)。其他實驗表明，龍宮星的密度不是很高。它的平均密度是1.2克每立方厘米，只比水冰的密度大一點。但由于小行星由兩種性質(zhì)不同、大小不同的巖石組成，這意味著它很可能布滿了空洞，因此，龍宮星很可能是一個相當脆弱的天體。

吉祥物和它的MAScam成像儀藝術(shù)圖。圖源:DLR(CC-By3.0)

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它似乎是由兩種類型的巖石組成的，僅此而已。這兩種類型的巖石在小行星表面均勻分布。根據(jù)奧曼的說法，這表明這顆小行星有兩種可能的起源。

“首先，”奧曼在一次新聞發(fā)布會上解釋說，“龍宮星可能由兩個不同性質(zhì)的天體碰撞形成。兩個天體的碎片在重力作用下聚集在一起，形成由兩種不同類型巖石組成的新天體?；蛘撸垖m星可能是單一天體的殘余，其內(nèi)部區(qū)域具有不同的溫度和壓力條件，從而形成了兩種類型的巖石。”

龍宮上似乎也沒有塵埃，這個結(jié)果讓奧曼和其他研究小組成員有點吃驚。奧曼認為，缺少塵埃暗示了其他復(fù)雜的地質(zhì)物理性質(zhì)。這種缺少塵埃的現(xiàn)象類似于“隼鳥2號”的前任“隼鳥號”訪問過的小行星系川。

日本航天器隼鳥號于2005年到達了的可能接觸的雙子小行星25143系川星。它也是一堆碎石，類似于龍宮星。圖源: JAXA

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“龍宮星的整個表面布滿了巨石，但我們還沒有在任何地方發(fā)現(xiàn)塵埃。塵埃應(yīng)該存在，因為數(shù)十億年以來小行星都在受到微隕石的撞擊，以及風(fēng)化作用。然而，由于這顆小行星的重力非常小——只有地球表面重力的六十分之一——這些塵埃要么消失在了小行星的空洞里，要么逃逸進了太空。這顯示了這顆小行星表面發(fā)生的復(fù)雜地質(zhì)物理過程?！?/p>

龍宮星是一顆近地小行星，靠近地球的軌道是JAXA選擇其為隼鳥2號任務(wù)目標的原因之一。雖然龍宮星本身很可能并不對地球形成威脅，但了解它可以幫助我們更好地準備應(yīng)對未來可能威脅地球的其他近地天體。

由ONC-T(光學(xué)導(dǎo)航相機-望遠鏡)在距小行星表面約64米的地方拍攝的龍宮圖像。圖片拍攝于2018年9月21日日本夏令時13:04左右。這是獲得的龍宮星表面最高分辨率的照片。左下角是一個大圓石。圖源：JAXA

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在一次新聞發(fā)布會上，拉爾夫·奧曼在考慮如果一顆類似龍宮星的小行星接近地球會是什么樣子。“如果龍宮或其他類似的小行星危險地靠近了地球，那就必須設(shè)法改變它的軌道，而我們必須非常小心。如果它受到巨大的沖擊力，整個重約五億噸的小行星就會碎成無數(shù)碎片。然后，許多重達數(shù)噸的碎片將會撞擊地球?！眾W曼說。

現(xiàn)在所有的目光都集中在隼鳥2號的采樣返回任務(wù)上。它已經(jīng)成功收集了地表和地下的樣本，將于2020年12月抵達地球。但吉祥物也是任務(wù)的重要組成部分，吉祥物團隊為他們所取得的成就感到自豪。

“吉祥物實驗的評估產(chǎn)生了非常有趣的結(jié)果。對我來說，看到這個小小的高科技盒子在距離地球3億公里的龍宮星上取得了什么成就，是一件非常有趣的事，”德國航天研究中心空間研究和技術(shù)執(zhí)行董事會成員漢斯約格·迪圖斯說?！巴ㄟ^吉祥物，我們已經(jīng)與我們的日本和法國同事們一起書寫了太空歷史的一小篇章?！?/p>

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作者: Evan Gough

FY: 五水合硫酸銅

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