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在幼走星贝努能够撞击地球之前,美国宇航局决定先“着手”

admin 2020-10-21 09:25 未知

  来源:Nature自然科研  

  OSIRIS-REx航天器即将进走一次高难度作业:从幼走星贝努(Bennu)上挖取岩石样本,并将其送回地球。

  美国航天局即将首次对一颗幼走星“着手”。10月20日,在距离地球约3.34亿公里的地方,美国航天局的OSIRIS-REx航天器将挨近一颗名为“贝努”(Bennu)的深色菱形幼走星,主意是在其形式上中止几秒钟——这个时长有余搜集尘埃和卵石。倘若成功的话,OSIRIS-REx将把这些富含碳的碎石送回地球,科学家们便能够从中追求太阳系历史的线索。 

美国宇航局的OSIRIS-REx航天器将对菱形幼走星贝努进走采样。来源:NASA/Goddard/亚利桑那大学。美国宇航局的OSIRIS-REx航天器将对菱形幼走星贝努进走采样。来源:NASA/Goddard/亚利桑那大学。

  前去贝努形式的旅程并不容易。OSIRIS-REx将不得不穿过一块高耸的巨石——诨名“不幸山”(Mount Doom),然后进入一个不比几个停车位大的取样区域。“吾们的第一次尝试能够不会成功。”义务的首席钻研员、亚利桑那大学的走星科学家Dante Lauretta说。但倘若真的成功了,他说,“吾期待行家把它当成一个益新闻——吾们能够为之傲岸,今年发生了太众疯狂的事情了。”

  来回去返

  耗资8亿美元的OSIRIS-REx于2016年发射,是美国航天局的首个幼走星取样义务。此前,日本宇宙航空钻研开发机构(JAXA)的两项义务已经从幼走星形式获得了尘埃样本——去年取样的一些尘埃现在正在返回地球的路上,准备期待分析。在JAXA义务之前,科学家主要是议定钻研坠落到地球上的陨石来晓畅幼走星的组分,而这些陨石在穿越大气层撞击地球时能够会受到污浊。

  直接从幼走星上挖取样本,能够钻研45亿众年前太阳系形成过程中遗留下来的岩石。每一颗幼走星都有本身的故事,讲述它是如何形成并随着时间的推移而演变的;贝努星稀奇吸引人,由于它能够含有富含有机化相符物的物质,而这些有机化相符物在整个太阳系中都能找到,包括地球上的生命。

  但最先,OSIRIS-REx必须辛勤完善采样。Lauretta和他的同事们之因而选择贝努行为现在标,是由于他们认为这颗500米宽的幼走星相对稳定,容易降落。但在OSIRIS-REx于2018年抵达并最先绕走贝努后,仔细不益看察了一下,发现了大块危险的巨石。

  因此,义务工程师开发了一个自动化体系,引导航天器降落到形式。该体系在航天器降落时搜集图像,并与以前拍摄的联相符现在标区域的图像进走比较。之后,OSIRIS-Rex会跟踪它是否坦然地走在其预先选择的路径上。倘若担心然,它会自动休止操作并飞离幼走星,期待第二次降落的机会。

从贝努形式上空250米处鸟瞰“夜莺”(Nightingale)——OSIRIS-REx的选定取样点。来源:NASA/戈达德/亚利桑那大学。从贝努形式上空250米处鸟瞰“夜莺”(Nightingale)——OSIRIS-REx的选定取样点。来源:NASA/戈达德/亚利桑那大学。

  它的现在标是一个名为“夜莺”的16米宽的陨石坑——为着陆挑供了一个相对稳定的形式。华盛顿特区史密森尼国家自然历史博物馆的走星科学家Erica Jawin说,倘若你能站在“夜莺”中心,你会感觉到脚下的卵石和细沙。她曾钻研过贝努的地质学[2]。不幸山会挺直在你的上方,大约是一栋两层楼的高度,那“相等吓人”,她说。

  OSIRIS-Rex在向“夜莺”降落时,将伸出3.3米长的死板臂。当它接触到幼走星时——计划在美国东部时间下昼6时12分,它将开释出一股氮气,吹到幼走星形式,吹首一堆幼走星碎片中的幼颗粒。接着,一个取样装配将吸收其中的一些颗粒并蓄积首来。

来源:NASA来源:NASA

  这个过程将只不息10-15秒,与其说是着陆,不如说是“碰个拳”。一旦OSIRIS-Rex完善样本搜集,它将退到坦然距离,留待科学家评估它搜集了众少物质。美国宇航局期待起码能搜集60克——但少一点也能够。“倘若是58克,吾们也能歇工回家了。”Lauretta说。

  倘若OSIRIS-Rex搜集到的物质只有40克或更少,那么科学家们很能够会将它送回贝努上的第二个位置——“鱼鹰”(Osprey),再搜集众一些。(Lauretta说,OSIRIS-Rex不克进入“夜莺”二次取样,由于第一次的氮气会把形式的幼岩石吹到不确定的位置,导致“二次下探”很危险。)在“鱼鹰”的采样能够会在1月份进走;不论如何,OSIRIS-Rex将在3月份脱离贝努,并最后在2023年带着它的贵重样本降落到地球上。

  剖析幼走星

  贝努的一生经历了许众。它形成于大约1亿年到10亿年前,那时它在太阳系幼走星带的一次宇宙碰撞中,从一个更大的“母体”中别离出来。但贝努保留了其母体的痕迹。OSIRIS-REx在绕着幼走星运走时,探测到其形式的一些巨石上足够了古碳酸盐脉。碳酸盐能够是在冰块消融并流经母体时形成的,在其岩石内部引首水逆答。

  这一发现在《科学》的一篇论文[3]中宣布,文章第一作者、美国宇航局戈达德太空飞走中心的走星科学家Hannah Kaplan说,望到那些碳酸盐脉 “让吾感到很惊讶”。它们宽约几厘米,能够延迟超过一米长——比一些陨石中望到的碳酸盐脉大得众。按照Lauretta的说法,碳酸盐脉较大,外明贝努的母体曾经有一个重大的开水体系流过——这意味着它有许众活跃的地质组织。这些碳酸盐的一些碎片能够位于“夜莺”的地面上,并被OSIRIS-Rex拾取。

  钻研人员计划将贝努样本与现在正在返回地球途中的幼走星“龙宫”(Ryugu)样本进走比较;龙宫是JAXA的“隼鸟2号”(Hayabusa2)航天器去年探访的一颗较大的幼走星。“吾感觉本身就像一个被宠坏的孩子,能够在生日时切两个美味的蛋糕。”参与隼鸟2号项主意英国伦敦大学皇家霍洛威学院的走星科学家Queenie Hoi Shan Chan说。龙宫形式富含水的物质益像比贝努少;议定比较样本,钻研人员将能够更益地晓畅幼走星上常见的含水过程和有机物质,Chan说。

  科学家们还将在贝努的岩石上追求如何珍惜地球不受幼走星迫害的线索。贝努在地球附近危险地运走,并有很幼的几率在22世纪的某个时候撞上地球。钻研外明,这颗幼走星更像是一个疏松的碎石堆,而不是一块扎实的岩石。议定仔细钻研贝努岩石的密实度,科学家能够挑出迁移或破碎对地球组成胁迫的近地幼走星的手段。

  “来自贝努的任何样本都会有极大的用处——对于吾们在地球上搜集的走星样正本说是一个至关主要的添添,” Jawin说,“贝努也许不会太介意吾们偷了它的一些岩石吧。”

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