日本的隼鳥2號探測器已成功著陸小行星龍宮表面,這是太空探索史上的一個歷史性時刻,可能為地球生命起源提供令人著迷的細節。
日本當地時間上午 7:49,探測器在龍宮著陸,此前它從距表面約 20 公里的穩定軌道下降。著陸地點距離地球約 3.1 億公里——即使是光速通訊也太慢而無法進行即時控制——整個下降過程都是自動化的,耗時約 23 小時。當它輕柔地接觸表面時,隼鳥2號探測器的閉合速度應僅為每秒 7 釐米。如果一切按計劃進行,一米長的取樣臂應已成功地向表面發射了一個類似子彈的彈丸,從而收集了最多 0.1 克的物質到樣本艙中,以便在 2020 年底運回地球。
探測器在嘗試採集樣本之前、期間和之後拍攝了影像,這將是瞭解該機制是否成功的唯一方法。離開表面後,隼鳥2號花了大約半天時間返回到小行星上方的原位。“這真的令人興奮,因為這是歷史上我們[可能]首次獲得碳質小行星的樣本,”法國蔚藍海岸天文臺的帕特里克·米歇爾說,他是該任務的共同研究員。
關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道: 訂閱。透過購買訂閱,您將幫助確保有關塑造我們今天世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
隼鳥2號於 2014 年 12 月由日本宇宙航空研究開發機構 (JAXA) 發射升空,於 2018 年 6 月抵達龍宮,這是一顆原始的 C 型(碳質)小行星。龍宮直徑僅一公里左右,但據信蘊藏著巨大的科學寶藏:來自 46 億年前原始太陽系的原始物質,那個時代早於太陽行星隨從的聚合。為了研究這塊富含科學價值的岩石,隼鳥2號已經從其軌道棲息處建立了全球地圖,並在 2018 年底向表面傳送了三個小型漫遊車。第四個漫遊車將於今年晚些時候部署。但該任務的首要目標始終是直接從地表採集樣本,使用與早期任務隼鳥1號上部署的類似裝置。唯一的先前小行星樣本返回任務隼鳥1號於 2010 年 6 月從 S 型(或石質)小行星絲川帶回了塵埃顆粒,絲川被認為是在太陽系歷史中比龍宮晚得多形成的,原始程度較低的天體。
然而,隼鳥1號的樣本採集機制並未按計劃工作,彈丸未能射入表面——儘管探測器的推進器確實將灰塵踢入其收集器中。隼鳥2號的科學家和工程師們希望他們已經解決了這次的任何問題——如果它成功運作,回報可能是巨大的。“這次我們認為我們可以獲得有機物,”JAXA 的隼鳥2號任務經理吉川真說,他指的是富含碳的化合物,這些化合物與水和陽光一起是地球生命的基本基礎。“在隼鳥1號的絲川案例中,我們沒有發現有機物。但這次在龍宮小行星上,我們認為我們可以獲得樣本中的有機物和水。所以這是我們的主要目標。”
在探測器抵達小行星後,團隊開始研究影像,以找到合適的著陸點來採集樣本。很快就變得明顯的是,表面上的物質不如預期的那麼細,而是由瓦礫狀的岩石和巨石組成,這些岩石和巨石很容易破壞錯誤的樣本採集嘗試。因此,為了增加成功的機會,探測器於 2018 年 10 月在龍宮上投放了目標標記——薄薄的反光材料片,用作測距雷射器的反射鏡,可以準確測量到表面的距離。
最初的計劃要求進行三次獨立的著陸和樣本採集,從不同地點返回物質。然而,對崎嶇地形的擔憂意味著可能只會嘗試再進行一次著陸,這將更具雄心。最早在四月份,探測器將以每秒 2 公里的速度向表面發射一個重達一公斤的撞擊器,挖掘出一個直徑約兩到三米的小隕石坑。然後,團隊將決定是否下降並嘗試從這個隕石坑內採集樣本,從隕石坑內部挖掘物質——這是以前從未做過的事情。
NASA 的科學家參與了 OSIRIS-REx,這是另一項恰好在同一時間進行的小行星樣本返回工作,他們將屏息凝視隼鳥2號在龍宮的工作。OSIRIS-REx 的任務要求在 2020 年底從本努小行星(也是一顆 C 型小行星)採集多達兩公斤的物質。日本和美國之間強有力的合作使兩個團隊得以共享資訊,OSIRIS-REx 團隊將從隼鳥2號的嘗試著陸中學習到寶貴的資料。“我們對他們的取樣嘗試期間發生的事情非常感興趣,”OSIRIS-REx 的首席研究員,也是隼鳥2號的共同研究員但丁·勞雷塔說。“我們將[與 JAXA] 安排一次會議,以回顧吸取的教訓。”
研究人員希望透過遙感資料和這些探測器收集的直接樣本,回顧過去,瞭解小行星——也許還有彗星——最初是如何將水和生命的其他關鍵成分播撒到地球上的。如果以及何時這些原始小行星的原始樣本被返回,全球科學家團隊將搜尋它們中的有機物質,如氨基酸,這可能為我們的起源提供新的線索。分析樣本的同位素組成也將精確地揭示每個小行星的年齡,從而確定我們太陽系形成的年代順序。“我們想驗證這些天體是否含有有機物質,”米歇爾說,“並分析這種物質,以便了解小行星在地球生命出現中所起的作用。一種情景可能是,生命出現所需的所有元素,包括水,甚至可能是其他益生元物質,都是由這些小天體帶來的。”
隼鳥2號計劃於 2019 年底離開龍宮,並於 2020 年底抵達地球,卸下裝滿來自太陽系黎明時期的珍貴貨物的艙體。隼鳥2號與 OSIRIS-REx 一起,這項大膽的星際任務或許能夠比以往任何時候都更深入地告訴我們關於我們自己世界的起源。