2億多公里上演“凌波微步”點穴小行星:人類起源之謎或被揭開

TAGSAM自動採樣機械臂在NFT跟蹤引導系統的控制下接觸小行星表面,完成樣本採集之後探測器會啟動反推發動機,太陽能電池板返回初始位置,TAGSAM自動採樣機械臂歸位,最後返回軌道。

宇宙印象 深度科普欄目第1212期 今年8月將有一場好戲上演,隸屬於美國宇航局的OSIRIS-Rex小行星探測器將首次下降到Bennu小行星表面,並進行樣本採集,最終該探測器會將小行星樣本帶回地球。距離採樣實施還有4個月的時間,為了實現這個2億多公里外挑戰性的壯舉,NASA科學家已在進行各種模擬測試,重點演練在Bennu小行星表面微重力環境中進行飛行操作。由於小行星質量較低,其引力非常微弱,但有不能將其考慮為絕對真空。


2億多公里上演“凌波微步”點穴小行星:人類起源之謎或被揭開


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4月14日,OSIRIS-Rex探測器將進行首次演練採樣,此時探測器將抵達距離Bennu小行星最近點,整個過程是這樣的:首次OSIRIS-Rex探測器啟動三個推進器,脫離環繞軌道,完成第一次機動動作。在距離Bennu小行星表面125米高度時執行檢查點操控,完成第二次機動動作。此時航天器的太陽能電池板會摺疊上揚,防止被小行星表面揚起的岩石擊中。在距離小行星表面50米的高度處完成第三次機動,此時OSIRIS-Rex探測器與Bennu小行星保持相對靜止,並且開始垂直下降。

在演練過程中,OSIRIS-Rex任務團隊重點糾正軌道偏離問題、檢查點操縱中的導航問題、全程成像與測距問題等。降落過程中,探測器上搭載的NFT跟蹤引導系統將提供著陸點的位置和探測器的速度。探測器上搭載TAGSAM自動採樣機械臂,摺疊放置在探測器上,需要時打開延伸到最長。


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NFT跟蹤引導系統將探測器捕捉到的圖像與下降期間拍攝的實時導航圖像比對,修整自己的位置,這是一個自動降落的過程,與嫦娥3號在月面著陸是一樣的,全自動完成。TAGSAM自動採樣機械臂在NFT跟蹤引導系統的控制下接觸小行星表面,完成樣本採集之後探測器會啟動反推發動機,太陽能電池板返回初始位置,TAGSAM自動採樣機械臂歸位,最後返回軌道。

在下降過程中,OSIRIS-Rex探測器需要精確控制下降速度,在檢查點確定姿態和高度,預計在6月23日進行第二次排練。OSIRIS-Rex探測器經過Matchpoint點火點之後下降到25米高度,第一次樣本採集預計在8月25日進行。控制OSIRIS-Rex探測器的洛馬公司,受到疫情的影響,演練過程也會減少人員數量,並且進行遠程控制。


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值得一提的是,OSIRIS-Rex探測器由洛馬公司製造,並提供飛行操作支持。對Bennu小行星樣本採集是NASA第一次執行此類任務,之前也有過撞擊彗星的操作,但要在小行星上進行多次凌波微步式的點穴,就需要極高的遙測技術和自動化控制能力,屆時全部要靠探測器自動進行。如果降落小行星表面失敗,那麼探測器將墜毀在小行星表面,變成廢鐵。帶回小行星樣本也可能揭開人類起源之謎,如果我們發現小行星上有生命物質,比如DNA等物質,就可以推測是小行星將生命種子帶到了地球表面。宇宙印象為今日頭條獨家,其他均為假冒,轉載均為非法。


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