返回地球前,日本小行星探測器「隼鳥 2 號」都做了哪些事?

作者 | 發布日期 2020 年 12 月 09 日 8:30 | 分類 天文 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


台北時間 12 月 6 日 ,日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)宣布,日本小行星探測器「隼鳥 2 號」回收艙於東京時間 6 日 3 點(台北時間 2 點)在澳洲南部沙漠地帶著陸。回收艙攜帶於小行星「龍宮」採集的微量塵埃和岩石樣本,JAXA 將展開後續研究。

小行星常用於專指太陽系內非彗星的小天體,一般認為是由太陽系形成時期的微行星演變而來,是至今發現數量最多的太陽系天體。研究小行星的意義在於揭示太陽系最早起源,並可能提供地球生命起源的線索。此次隼鳥 2 號前往的小行星「龍宮」認為含水和有機物,與約 46 億年前地球誕生時的狀態相近;同時「龍宮」屬近地小行星,類似小行星可能對地球有潛在威脅,有研究價值和必要。

隼鳥 2 號是JAXA的小行星探測計畫,主要目的是將隼鳥號探測器送往目標小行星「龍宮」執行任務。隼鳥 2 號 2014 年 12 月從日本鹿兒島縣種子島宇宙中心發射升空,2018 年 6 月飛抵當時距離地球約 3 億公里的「龍宮」附近。

▲ 隼鳥 2 號 2019 年 2 月在小行星「龍宮」投下的陰影。(Source:JAXA

隼鳥 2 號著陸「龍宮」的挑戰在於低重力和比預想更崎嶇的地表,隼鳥 2 號分別於 2019 年 2 月和 7 月兩次登陸「龍宮」,並首次在小行星製造出人造撞擊坑,執行小行星地表和地下岩石樣本採集任務。採集樣本後,隼鳥 2 號又繼續測量「龍宮」,收集更多數據。2019 年 11 月 12 日,JAXA 稱隼鳥 2 號已完成小行星「龍宮」的深入探測,將於 13 日開啟回家之旅,預計 2020 年底返回地球。

隼鳥 2 號回收艙返回地球的過程整體非常順利。12 月 5 日,著陸前 12 小時,JAXA 分離隼鳥 2 號的著陸密封艙(回收艙)與太空探測器,與回收艙分離後的隼鳥 2 號探測器則將繼續下一個探測計畫,飛往編號 1998KY26 的小行星進行不採樣探測,預計 2031 年左右抵達。

當天隼鳥 2 號回收艙分離彈射點距離地球約 20 萬公里,約為地月距離(38 萬公里)的一半。11 月剛透過 SpaceX 太空船進入國際太空站的日本太空人野口聰一 6 日在社群發文表示,自己在太空站目擊隼鳥 2 號,「不幸的是用手持攝影機拍到的畫面不是非常清晰,但非常享受看到隼鳥 2 號的過程!」

著陸地點選擇在位於南澳沙漠的伍默拉試驗場。這裡有廣闊空間,是行星探測器返回的理想選擇。回收艙進入大氣層約 10 公里的高空會打開降落傘,整個過程與載人太空艙返回地球的方式類似。之前隼鳥 2 號任務負責人吉川誠受訪時表示,「降落地點取決於那天的風向和風速。」因此降落過程會有不確定性,搜尋範圍可能涵蓋地面約 96 公里。

▲ JAXA 地面工作人員在伍默拉試驗場安裝天線,為隼鳥 2 號回收艙的降落做準備。(Source:JAXA)

回收艙進入大氣層產生的過熱空氣火球痕跡及艙內的無線電信號裝置,為地面人員搜尋回收艙提供依據。當地時間下午 3 點,JAXA 透過社群宣布,已找到隼鳥 2 號回收艙及降落傘。


之後,隼鳥 2 號採集到的「龍宮」樣本將在 100 小時內送回日本進一步研究。過程必須非常迅速,科學家擔心地球空氣會進入回收艙污染樣本,負責隼鳥 2 號樣本分析的首席研究員立花博士表示「沒有完美無損的密封」。送回日本前,樣本首先由直升機送往伍默拉試驗場的實驗室提取樣本。

這並不是 JAXA 第一次從小行星採集塵埃帶回地球。2003 年 5 月,JAXA 曾發射「隼鳥號」前往「絲川」小行星執行探測任務,並於 2010 年 6 月將「絲川」小行星的物質微粒送回地球。這也是人類歷史上第一次對地球有威脅性的小行星進行物質蒐集研究,也是第一個把小行星物質帶回地球的任務,金氏世界紀錄認定為「世界首架從小行星帶回物質的探測器」及「著陸目標最小的探測器」(「絲川」小行星直徑僅約 500 公尺,「龍宮」約 1,000 公尺)。

隼鳥號的本體已於返回地球時在大氣層燒毀,隼鳥 2 號是隼鳥號的後繼探測器,基本保留了與前任相同的總體設計。

據報導,約一年後隼鳥 2 號採集的部分「龍宮」樣本也將與其他國家科學家共享以進一步研究,包括美國國家航空暨太空總署(NASA)。NASA 曾於 2016 年發射「奧西里斯─REx(Osiris-Rex)」探測器,並在今年 10 月在小行星「貝努」取樣,預計 2023 年將樣本送回地球。科學家表示,「貝努」和「龍宮」外貌和結構等方面出奇相似,不過「貝努」小行星岩石含水量似乎多於「龍宮」。

▲ 隼鳥 2 號觀測到的小行星「龍宮」。(Source:維基百科

「我們也將在奧西里斯─Rex 探測器採集樣本返回地球後,學習隼鳥 2 號的相關經驗。」新澤西州羅文大學的地質學教授、奧西里斯─Rex 探測器樣本分析科學家 Harold C. Connolly 表示,「兩者展現出的相似和不同非常迷人。」

報導還稱,隼鳥 2 號的任務預算遠小於奧西里斯─REx,同樣也攜帶更少儀器──前者成本不到 3 億美元,後者將達 10 億美元。

日本金星探測器「破曉號」觀測到的縱貫金星南北的弓狀雲層,橫看如一道微笑。(Source:JAXA)

除隼鳥 2 號外,JAXA 目前還在金星軌道運行名為「破曉號」(Akatsuki)的金星探測器,研究金星惡劣多變的氣候,並正與幾個歐洲國家合作執行前往水星的任務。未來幾年,日本同樣計劃從火星的衛星火衛一帶回岩石樣本,並繼續與 NASA 目標為重返月球並登陸火星的「阿提米絲計畫」合作。

(本文由 品玩 授權轉載;首圖來源:Go Miyazaki [CC BY-SA 4.0], via Wikimedia Commons

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