快来了解一下“冥王号”登陆小行星取样吧

Daphane

来源：中国科学院国家天文台

北京时间2020年10月21日凌晨6点12分，美国宇航局（NASA）发射的OSIRIS-REx（冥王号）探测器，在离开地球四年之后，首次在距离地球超过3.2亿公里的小行星Bennu（贝努）上短暂着陆，并采用了“即取即走”（Touch and Go）的方式采集了一些样品。预计采集到的样品至少有60克，是阿波罗登月计划以来人类从外太空一次性采集样品最多的一次。　　目前，冥王号实时传回的数据表明，它的触碰式样品采集设备（TAGSAM）成功接触了小行星的表面，并发射了一股氮气，这股氮气搅动了贝努表面的灰尘和砾石，其中有一些应该已经进入了样品采集装置中。冥王号的工程师还确认，航天器与小行星表面接触后不久，便启动推进器并安全地撤离了贝努。位于华盛顿的NASA总部行星科学部主任Lori Glaze说：“这次采样具有重要的历史意义。冥王号已经达到了很多个里程碑，这次我们安全、成功地接触了贝努的表面，这进一步体现了人类探索太阳系奥秘的决心。”


该图片于10月20日在OSIRIS-REx任务的即取即拍（TAG）采样活动中捕获，显示了NASA航天器降落在小行星Bennu表面上前后的SamCam成像仪的视野。

冥王号探测器正在接近小行星贝努表面的过程中


　　现在，冥王号团队已经开始评估航天器是否成功收集到了物质，以及采集到了多少。冥王号的目标为至少采集60克样品，大致相当于一颗棒棒糖。如果样品量已经足够，任务团队将引导探测器小心地保存好这些珍贵的样品，并于2021年3月开始返回地球。如果采集到的样品不够，他们准备再明年一月份再进行一次采样。这个确认过程大约将花费一周的时间。
　　冥王号的工程师和科学家将使用多种技术来远程识别和测量样品。首先，他们将比较着陆地点在采样之前和之后的照片，了解有小行星表面有多少物质因气体爆炸而发生了移动。为了存储样本，工程师将命令机械臂将样本收集器头放入位于飞船的样本返回舱（SRC）中。然后，机械臂会缩回到航天器的侧面，返回舱关闭，探测器将开始为2021年3月从贝努出发返回地球而做准备，此时将会是贝努小行星下一次距离地球最近、返回最省油的时间。探测器计划于2023年9月在美国犹他州的沙漠中着陆。
　　冥王号是什么？
　　冥王号的全称是Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security Regolith Explorer（OSIRIS-REx），它是NASA发射的一个小行星探测器，目的是前往近地小行星贝努，并将少量样本带回地球进行研究。这个探测器是2016年9月8日从美国卡纳维拉尔角基地发射的。按照计划，它在2018年到达本努，并在2023年将样本带回地球。这是美国发射的首个从小行星采集样本并带回地球的任务，是NASA新疆界计划的第三项任务。第一项为2006年1月19日发射的“新视野”号冥王星探测器，第二项为2011年8月5日发射的“朱诺”号木星探测器。
　　为什么冥王号要去贝努采样本？
　　贝努是一颗直径约500米的近地小行星，编号1999 RQ36。它属于碳质小行星，其组成成分并未经历过剧烈的变化，这意味着它表面和内部的物质都是太阳系诞生时产生的。研究像贝努这样的小行星，可以使科学家洞悉早期的太阳系，包括地球的形成方式，以及生命起源的问题。由于贝努非常古老，年龄超过了45亿年，它的组成成分很可能包含了生命最初在地球上形成时的物质。地球上所有的生命形式都是基于碳原子链以及氧、氢、氮等元素结合在一起的分子产生的。但是，科学家希望从贝努的样本中找到不属于传统生物学的有机物，这将会帮助科学家进一步认识含碳小行星在地球生命起源中所起的作用。
　　与地球的地壳中含有的物质相比，小行星贝努可能富含铂和金这两种化学元素。大多数小行星并不是完全由固体金属组，但许多小行星确实包含具有使用价值的元素，这些物质在未来有希望进入到人类工业中，替代部分宝贵的资源。详细研究贝努小行星，有助于回答小行星开采是否可行这个问题。
　　另一方面，虽然现阶段大多数人将注意力集中在稀有的金属元素上，但是水可能也是小行星贝努另一个重要的资源。水可用解决宇航员的饮用和生活所需，也可以分解成氢和氧，满足呼吸所需或者火箭的燃料。鉴于将水等必需品运送到太空的成本极其高昂，如果宇航员可以从小行星中提取水来满足生活和燃料所需，那么人类进军外太空的难度将大大降低。
　　对地球有潜在危险吗？
　　NASA行星防御协调办公室一直在持续追踪近地天体（NEO），尤其是像贝努这样的会进入距离地球750万公里范围内的天体，它们被归类为对人类具有潜在威胁的天体。在2175年和2199年之间，小行星贝努撞击地球的几率约为2700分之一。


小行星贝努的这张照片图像由冥王号探测器于2018年12月2日在距离小行星表面24公里的地方拍摄的12张照片拼接而成。


冥王号探测器花了两年时间围绕着贝努飞行，并对这颗小行星进行了详细的勘测。科学家注意到，这个小小的世界与他们所预想的并不完全相同。冥王号团队希望在小行星表面找到一些理想的沙地进行采样，但事实证明，贝努是一个典型的“瓦砾堆”型的小行星，其表面崎岖不平，巨石遍布。冥王号在设计之初是为了在平坦、均匀的表面着陆，但贝努表面的岩石太多，因此很难找到合适的落脚点。幸运的是，冥王号的导航功能极为出色，最终工程师们选择了一个名为“夜莺 ”的着陆点，并采取了一定的机动，终于进行了采样。这个地点很小，只有几个停车位那么大。
　　目前人类从小行星上开展的采样活动屈指可数。日本的隼鸟号（Hayabusa）探测器成功地从一颗名为“丝川（Itokawa）”的小行星上取样并返回，而隼鸟2号从小行星“龙宫”上采集了大量的样本，目前正在返回地球的路上。如果冥王号采样成功，那么它就和日本的隼鸟号（Hayabusa）和隼鸟2号探测器一起载入小行星探索的史册。