太空探索:隨著機器人到來,小行星探索時代已經真正開始!

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太空探索:隨著機器人到來,小行星探索時代已經真正開始!


在降落之前,MASCOT著陸器從20米(60英尺)的高度捕獲了這顆小行星Ryugu。更多圖像和數據將在未來幾天內到達。(圖片來源:MASCOT / DLR / JAXA)。

MASCOT登陸了。

截至兩週前,人類從未將一個機器人探測器放在小行星上。現在我們有三個人在Ryugu上跳來跳去,這是一個900米寬的物體,目前正在太陽的另一邊運行。9月20日,日本的Hayabusa2探測器投下了兩個小型著陸器,即MINERVA II-1a和II-1b。他們迅速從表面發回令人目眩的圖像。然後昨晚(10月3日),母艦部署了MASCOT,這是一個更大的漫遊車,現在正在匆忙的16小時生命週期內進行一系列研究。第四個流浪者和樣品收集尚未到來。

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我們在這裡目睹的不僅僅是一次壯觀的任務(雖然Hayabusa2當然是),而是太陽系探索新時代的開始。當New Horizons探測器在2015年飛越冥王星時,這標誌著人類對九個古典行星的初步偵察的結束,並開始仔細研究那些小探索的小物體,這些物體擁有關於其形成和演化的大量信息。太陽系,也許還有關於地球上生命的出現。

2016年,Rosetta探測器對Comet 67P進行了精彩的研究。今年晚些時候,美國宇航局的OSIRIS-REx探測器將探測另一顆名為Bennu的近地小行星; 其他美國宇航局對一顆雙小行星,一顆金星小行星以及木星軌道上捕獲的小行星的任務都在路上。但就目前而言,故事屬於Haybusa2和日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)的壯觀工作。我找到了一些關鍵人物,以獲得他們對這一歷史性時刻的第一手印象。

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發射前的小型MINERVA II-1火星車,以及他們在Ryugu上跳來跳去的不尋常機制的示意圖。它們是太陽能驅動的,因此可能會持續運行數週或數月。(圖片來源:JAXA)。

我問JAXA的Hayabusa2任務經理Yoshikawa,他對Hayabusa2和它的兩個小型MINERVA-II探測器的第一個結果的反應(它代表了小行星的MIcro-Nano實驗機器人車輛,以防你想知道)。這些創新的機器人,每個只有18釐米(7英寸)寬,使用可移動的內部重量在Ryugu上跳躍。那裡的引力很弱,輪子或腿都沒用。Yoshikawa還預覽了下一階段的任務,當Hayabusa2將自己降低到Ryugu的表面並收集樣本送回地球。

Yoshikawa:“對我來說,最大的驚喜是它的形狀。Ryugu的形狀是一個旋轉的頂部,這是完全出乎意料的。我們知道有些小行星有這樣的形狀,但對於這樣的小行星,旋轉週期很短,只需2到4個小時。Ryugu的旋轉週期是7.6小時,所以旋轉速度不是那麼快。這就是為什麼我們沒想到Ryugu看起來像頂級。通常小型小行星的形狀是不規則的。Ryugu很小但是有幾何形狀,所以非常有趣。

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MINERVA II-1A火星車在Ryugu上看到它的陰影。在小行星上,預報總是晴朗的天氣。(圖片來源:JAXA)。

“我為這次成功感到高興。我還在研究Hayabusa任務[JAXA以前的小行星探測器],當我們未能將MINERVA放在小行星Itokawa的表面上時,我感到非常遺憾。現在我們能夠在Ryugu的表面上放置兩個小型流浪者,他們向我們發送了精彩的照片。火星車非常小,但是它們通過跳躍在Ryugu的表面上移動。想象這樣一個場景對我來說非常愉快。

“MINERVA-II的主要目的不是科學,而是展示如何在極低重力的地面上移動。但現在我們知道Ryugu表面上的風化石(岩石,鵝卵石)是什麼樣的。我認為這將是研究龍宮演變的重要信息。最令人擔憂的是,沒有大石塊的小行星上沒有寬闊的區域。現在我們正在討論如何安全地進行著陸以獲取樣品。

“這項任務的主要科學目的是研究龍宮表面的有機物和水[水合礦物]。我們認為Ryugu自誕生以來沒有太大的變化,所以如果我們研究這樣的東西,我們就可以在地球上的生命開始之前瞭解太陽系中的有機物質。“

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從MINERVA II火星車到Ryugu的表面視圖。左側2張圖片來自漫遊者1B,最後一張圖片來自1A。(圖片來源:JAXA)。

我還聯繫了DLR(德國航空航天中心)的MASCOT項目負責人Tra-Mi Ho,該機構與法國航天局共同開發了火星車。與MINERVA-II漫遊車不同,MASCOT(移動小行星表面偵察兵)旨在實現最大的科學回報。這樣做需要很大的力量,這意味著太陽能電池是不夠的。相反,它帶有一個電池,所以這是一次性的交易:16小時的科學,給予或接受,然後MASCOT將花費剩餘的永恆 - 數百萬年,至少 - 沉睡在Ryugu的表面。何總結了10公斤著陸器在狂熱期間將會做些什麼。

何:“MASCOT有四種科學儀器:MASCAM,一臺攝像機; MMEGA,紅外高光譜成像儀; 輻射計MARA; 和MASMAG,一個磁力計。通過這套實驗,我們希望瞭解四個主要目標。

“首先,表面的地質背景。第二,小行星的全球磁化和著陸時的任何局部磁化。第三,表面和近地表材料的礦物組成和物理性質,包括礦物,有機物和可能的近表面冰的檢測。第四,表面熱環境,通過在整個預期溫度範圍內測量小行星的表面溫度,進行整夜晝夜循環。這一切都將使我們進一步瞭解什麼是C型[富含碳的]小行星Ryugu,並瞭解它們的進化歷史。

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地球上的MASCOT(上圖),現在可能出現在Ryugu上。(信用:DLR)

“MINERVA和MASCOT的發現非常互補。MINERVA火星車降落在Ryugu的北緯。MASCOT將降落在Ryugu的南緯。通過將Hayabusa2上的儀器觀測與MASCOT和MINERVA進行的現場測量相關聯,以及我們預見將沿著小行星的赤道地區採集的取回樣本的分析,獲得的當地地面實況Ryugu可以置於全球範圍內。

“當我看到MINERVA的第一批照片時,我對這樣一個外星世界的看法感到驚訝和驚訝。它與Hayabusa參觀的小行星Itokawa完全不同。看起來在Itokawa上發現的更平滑的地形在Ryugu上不太普遍。石塊和破碎的巨石的數量似乎更危險,因此MASCOT可能會被困在一個不利的條件下。不過,它為冒險增添了刺激!“

在對Hayabusa2及其小夥伴們的所有興奮中,我也想為任務的前任之一提供道具。這是第一次有人成功地在小行星上部署了漫遊者,但這並不是第一次有人登陸小行星。(而且,公平地說,還有相當多的彗星和小行星飛行器。)2001年首次觸地得分的榮譽歸屬於美國宇航局的NEAR鞋匠太空船。雖然NEAR的設計只是為了繞小行星愛神星運行,但任務規劃者設計了一個聰明的計劃崩潰使它如此溫和,以至於它可能存活下來。事實上,NEAR持續運營超過兩週,返回有關愛神成分的獎金數據。

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小行星的第一張親密肖像,也是NEAR鞋匠從2001年拍攝的最後一張照片。當時飛船距離愛神120米並且墜落。(圖片來源:NASA / JPL / JHUAPL)。

美國宇航局戈達德太空飛行中心的Lucy McFadden是NEAR科學團隊的成員。她還是其他幾個小型任務的老手,包括黎明任務,現在已經接近矮人行星Ceres的終點。麥克法登在她的NEAR任務中有一些豐富多彩的回憶。

McFadden:“NEros登陸Eros非常優雅,因為它不是為了這麼做而設計的。工程師實現了它,它為我們提供了偶然的結果。現在,我的同事們將能夠比較兩個大小不等的小行星20個.Hyabusa2將提供更多信息,因為它計劃著陸並且著陸器具有設計用於在地面上操作的儀器。我們有大膽的工程師和任務經理,感謝為今天的登陸太空任務鋪平了道路。

“在NEAR登陸後,我們帶領我們的一位首席工程師出去吃飯(為了慶祝他獲得博士學位而不是登陸)。在餐廳,我們在酒吧聽到了一陣騷動。我們問女服務員什麼是huzzah。她說,“其中一個人剛剛把他的乒乓球放在酒吧盡頭的一杯啤酒裡。” 我們都看著對方,轉向女服務員說:“哦,那沒什麼。我們剛剛在距離1.35億公里的33公里長的小行星上著陸了一艘3米長的太空船。我們都對自己非常開心。”

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麥克法登反映,當時,正如現在一樣,太空探索的勝利為主導新聞頭條的悲傷和瘋狂的故事提供了一個受歡迎的對立面。“在這些時候,太空故事起著重要的作用,”她說。“我稱之為宇宙救濟。”

等等,因為Hayabusa2任務有更多的宇宙救濟來到我們的路上。


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