更新:日本航天器安全着陆并离开小行星表面,以收集样本

更新:日本航天器安全着陆并离开小行星表面,以收集样本

Hayabusa2在排练下降期间拍摄了它的影子。

JAXA
更新:日本航天器安全着陆并离开小行星表面,以收集样本

*更新,2月22日,上午6:33:日本的Hayabusa2号航天器今天上午7:30左右成功地对小行星Ryugu进行了具有挑战性的着陆。 日本宇宙航空研究开发机构的官员证实,在一次自主行动中,Hayabusa2暂时降落在一个仅6米宽的目标地点内,并向该小行星的表面发射了一颗钢丸,希望将碎片散射到收集喇叭中。 任务规划人员希望收集10克材料,但在样品容器于2020年返回地球之前,数量肯定不会确定.Hayabusa2可以再进行两次达阵以收集更多样品。

这是我们1月4日的故事预览其历史性触地计划:

YONAGO,JAPAN-日本的Hayabusa任务在2010年创造了历史,将有史以来第一批收集在小行星上的样本带回地球。 但这次为期7年,耗资40亿公里的奥德赛的特点是退化的太阳能电池板,无数的机械故障以及燃料爆炸导致航天器翻滚并与地面控制器进行了2个月的通信切断。 在策划其演出时,日本的Hayabusa2科学家和工程师决心避免这样的戏剧性。 他们使组件更加强大,增强了通信功能,并对新技术进行了全面测试。

但目标小行星Ryugu在商店里出现了新的惊喜。 “通过研究所研究过的每个小行星的细节,我们原本预计会找到至少一些适合着陆的宽阔平坦区域,”日本宇宙航空研究开发机构航天和航天科学研究所Hayabusa2项目经理Yuichi Tsuda说。 ),总部设在相模原。 相反,当航天器于2018年6月到达距离地球2.9亿公里的龙宫时,它发现了一个崎岖的,陨石坑,巨石堆积的表面,这使得着陆成为一项艰巨的挑战。 定于10月举行的第一次取样着陆计划推迟至本月底,在12月21日和22日举行的研讨会上,ISAS工程师提出了一项大胆的新计划,在紧密间隔的巨石之间进行精确着陆。 “这令人叹为观止,”加州大学圣克鲁兹分校生活研究员的起源布鲁斯·达默说。

然而,自从Hayabusa2于2014年12月推出以来,其他大部分都已按计划进行。其相机和探测器已经提供了小行星的质量,密度,矿物和元素组成的线索,并且在小行星上投下的三个探测器已经检查了表面。 在研讨会上,ISAS的研究人员提出了早期的结果,包括大量有机物质的证据以及小行星的母体曾经保持水的暗示。 日本名古屋大学的项目科学家Seiichiro Watanabe说,这些发现“增加了小行星而不是彗星将水和有机物质带到地球的证据”。

Ryugu横跨1公里,从上到下900米,赤道周围有一个明显的凸起,像钻石一样。 可见光观测和计算机模拟表明它是一堆多孔的碎石,可能是在太阳系早期的另一颗小行星或微星撞击其母体之后聚集的灰尘,岩石和巨石。 Ryugu每7.6小时绕自己的轴旋转一次,但模拟表明,在其形成的早期阶段,它的旋转周期仅为3.5小时。 Watanabe说,这可能通过引起表面滑坡或从核心向外推动材料而产生隆起。 他补充说,在地球实验室中分析来自赤道的表面材料可以为其中一种情景提供支持。 如果样品长时间暴露在太空风化中,很可能会因山体滑坡而移动到那里; 如果它相对新鲜,它可能从小行星的内部迁移。

到目前为止,Hayabusa2还没有检测到Ryugu表面上或附近的水。 但日本Hayama高级研究生院的行星材料科学家Mutsumi Komatsu表示,其红外光谱仪已经发现含有氢氧化物的矿物质迹象表明水一度存在于母体或小行星上。 Watanabe说,小行星的高孔隙度也表明它曾经含有大量的水或冰和其他后来逃逸的挥发性化合物。 像Ryugu这样的小行星也富含碳,他们可能有责任在其历史早期将水和碳(生命的关键构建块)带到岩石地球。 (相比之下,彗星只有3%到5%的碳。)

对该理论的支持,即已知的重型轰炸,来自另一个正在进行中的小行星样本返回任务。 上个月初,NASA的OSIRISREx到达了小行星Bennu,其形状像一个旋转陀螺,据美国太空机构报道,土壤中有水被困。 “我们很幸运能够对这两个小行星兄弟进行比较研究,”Watanabe说。

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来自Hayabusa2的特写显示了一块散落着巨石的表面。

JAXA,东京大学,KOCHI大学,RIKKYO大学,名古屋大学,CHIBA理工学院,梅吉大学,AIZU大学,AIST

科罗拉多大学博尔德分校的地质学家Stephen Mojzsis并不相信这样的小行星会被证明是地球水的来源; 他说,还有其他的理论,包括一个巨大的木星状气体行星从外部太阳系向太阳系内迁移的可能性,在地球形成的过程中带来水和其他分子。 他说,尽管如此,“在科学上,对Ryugu的形状和构成的研究结果可能非常重要”。

一些新的细节来自近距离观察小行星的表面。 9月21日,Hayabusa2在Ryugu的北半球投下了一对生日蛋糕,名为Minerva-II1A和-II1B。 津田说,利用其低重力自主跳跃,他们拍摄的照片显示出“表面的微观特征”。 10月5日,Hayabusa2发布了由德国和法国空间机构开发的一种探测器,用于原位分析土壤样本并返回其他图片。

将小行星样本带回地球的最终目标是,可以让实验室研究更多地了解小行星的年龄和内容。 ISAS工程师对该船进行编程以执行自动着陆,预计直径至少为100米的安全着陆区。 相反,第一个着陆区内最大的安全区域仅为12米宽。

这将使已经令人紧张的行动复杂化。 在每次着陆之前,Hayabusa2计划放下一个用高反射材料包裹的小球体作为目标,以确保飞行器与小行星的旋转同步移动。 重力然后轻轻地拉下飞船,直到从其下侧延伸的集合喇叭与小行星接触; 在子弹射弹射入地表之后,土壤和岩石碎片有望在喇叭内弹射进入捕捉器。 为了安全起见,飞船必须避开大于70厘米的岩石。

在10月下旬的排练期间,Hayabusa2在12米安全圈上方发布了一个目标标记; 不幸的是,它在该区域外超过10米处停了下来。 但它距离第二个可能的直径6米的着陆点的边缘只有2.9米。 工程师现在计划首先将飞行器悬停在目标标记上方,然后横向移动到两个站点之一的中心上方。 由于导航摄像头笔直向下,当Hayabusa2下降时,目标标记将位于摄像机的视野之外,使飞行器自行导航。

负责任务指导,导航和控制的Fuyuto Terui说:“我们现在正在选择哪个着陆点”。 针对较小的区域意味着Hayabusa2可以保持目标标记在视线内,直到飞行器靠近地面; 较大的区域为错误提供了更多的余地,但是在下降的早期,飞行器将失去对标记的看法。

假设飞船在第一次着陆时幸存下来,计划要求Hayabusa2在几个月之后用另外一个2公斤的铜弹击中一个2米深的陨石坑到另一个地方的Ryugu表面。 预计这将暴露地下材料,供工艺人员的摄像机和传感器观察; 航天器也可以使用相同的喇叭装置从火山口收集一些材料。 在小行星的其他地方可能会有第三次着陆。 如果一切顺利,Hayabusa2将在2020年以其宝藏回归地球。