簡(jiǎn)介：漫長(zhǎng)等待之后， NASA的小行星探測(cè)器OSIRIS-REx帶著小行星BENNU的樣本終于要返回地球了，這里介紹了小行星BENNU的基本信息、探測(cè)器的任務(wù)目標(biāo)、意義以及關(guān)于最近開(kāi)始的為期兩年的返程。

歷時(shí)近兩年半的相伴后，美國(guó)航天局的“冥王號(hào)”探測(cè)器已和小行星“貝努”道別，并開(kāi)啟它的返程之旅。

冥王號(hào)探測(cè)器預(yù)計(jì)將于2023年9月抵達(dá)地球，并將帶回珍貴的樣本：“貝努”小行星上的一些塵土。這些塵土樣本有助于揭開(kāi)太陽(yáng)系形成以及地球生命起源的秘密。

冥王號(hào)探測(cè)器在飛離“貝努”小行星的軌道前，完成了最后一次飛越。在最后一次近距離接觸中，探測(cè)器花費(fèi)5.9小時(shí)，全方位拍攝了“貝努”小行星，比其全轉(zhuǎn)周期還要久一些。此次拍攝距離僅離行星表面2.1英里（3.5千米），是開(kāi)展樣本采集任務(wù)以來(lái)距離“貝努”最近的一次。

艾米.西蒙是美國(guó)航天局戈達(dá)德宇宙飛行中心的行星科學(xué)家。她向inverse雜志解釋道，此次飛越的主要目的是為了最后一次觀測(cè)樣本采集點(diǎn)。

“當(dāng)我們采集樣本后離開(kāi)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很多的碎片和灰塵，導(dǎo)致我們無(wú)法看清楚行星表面，”西蒙告訴inverse雜志?！白詈笠淮物w越主要是為了能夠了解清楚樣本采集點(diǎn)有沒(méi)有發(fā)生變化，比如我們是否留下了彈坑，或者是否存在之前未曾探測(cè)到的新成分?！?/p>

在最后一次飛越任務(wù)中，冥王號(hào)收集了4GB的數(shù)據(jù)。然而，科學(xué)家最早也需等到4月13日才能接收到冥王星發(fā)送回地球的數(shù)據(jù)，在此之前，只能等待。

冥王號(hào)探測(cè)器通過(guò)深空網(wǎng)絡(luò)與地球上的地面控制中心保持通訊，這一網(wǎng)絡(luò)也是美國(guó)航天局實(shí)施包括“毅力號(hào)”火星探測(cè)器在內(nèi)的一系列太空任務(wù)所采用的通信系統(tǒng)。“冥王號(hào)”探測(cè)器每天用4到6小時(shí)的時(shí)間下載數(shù)據(jù)，并以每秒412千比特（約每小時(shí)186兆字節(jié)）的速度傳回，因此，科學(xué)家需要等好幾天才能接收到“冥王號(hào)”探測(cè)器傳送回的最新數(shù)據(jù)。

1.此次任務(wù)的背景

自2018年12月，“冥王號(hào)”探測(cè)器繞“貝努”行星軌道運(yùn)行。它的任務(wù)主要是獲取這一古老行星的樣本，并帶回地球以供分析。2020年10月20日，探測(cè)器成功著陸行星表面，并通過(guò)連續(xù)起飛的樣本采集機(jī)制，借助機(jī)器手臂抓取了巖石樣本——這一過(guò)程有一點(diǎn)像真空吸塵器吸取“貝努”行星上的松散物質(zhì)。

2.關(guān)于“貝努”行星，我們有何收獲？

在“冥王號(hào)”探測(cè)器帶著樣本返程之前，它已經(jīng)為科學(xué)家提供了大量關(guān)于“貝努”行星以及其他與地球近距離接觸的行星的新見(jiàn)解。

西蒙表示：“事實(shí)上，我們已經(jīng)在此次任務(wù)中收獲了很多。除了眾所周知的樣本采集任務(wù)，我們還完成了兩個(gè)主要目標(biāo)?！?/p>

本次任務(wù)的目標(biāo)之一是，測(cè)算出這一行星與太陽(yáng)相互作用時(shí)，其軌道將會(huì)有多大的變化，以及分析行星的成分構(gòu)成。

西蒙承認(rèn)，當(dāng)“冥王號(hào)”探測(cè)器抵達(dá)“貝努”行星時(shí)，這顆行星已經(jīng)比任務(wù)團(tuán)隊(duì)此前預(yù)測(cè)的位置移動(dòng)了185千米。

“它的軌道一直在變化，這一點(diǎn)非常有趣。這一信息也對(duì)我們理解此類(lèi)近地行星將會(huì)如何影響地球非常重要?！蔽髅烧f(shuō)。

根據(jù)探測(cè)器的觀測(cè)數(shù)據(jù)，團(tuán)隊(duì)判斷這一行星的自轉(zhuǎn)速度正在以每百年1秒的節(jié)奏逐漸加快。雖然，這聽(tīng)上去無(wú)足輕重，但是，這表明“貝努”行星只是一個(gè)由灰塵和巖石構(gòu)成，在引力作用下聚集起來(lái)的“橡膠堆”，而不是實(shí)體。

“冥王號(hào)”抓拍的照片也首次證明了行星表面沒(méi)有大氣但是存在熱破裂。通過(guò)測(cè)算熱破裂，科學(xué)家可以判斷出行星的年紀(jì)。

地球上也會(huì)發(fā)生熱破裂現(xiàn)象。在我們這顆行星上，巖石白天在太陽(yáng)光下受曬，晚上涼卻后破裂。當(dāng)巖石膨脹和收縮時(shí)，增加的壓力導(dǎo)致他們產(chǎn)生裂縫并最終分裂成更小的碎片。

“貝努”行星上的巖石就像地球上的巖石，也經(jīng)歷了白天和黑夜不同的溫度。白天，其溫度可高達(dá)127攝氏度（260華氏攝氏度），晚上則會(huì)突降至負(fù)73攝氏度（負(fù)99華氏攝氏度）。

之前，科學(xué)家相信像“貝努”這樣的行星可能會(huì)發(fā)生熱破裂現(xiàn)象，但他們一直沒(méi)有任何證據(jù)，直到“冥王號(hào)”首次證明了這一設(shè)想。

3.“冥王號(hào)”探測(cè)器將何時(shí)離開(kāi)“貝努”行星？

“冥王號(hào)”探測(cè)器將于5月10日駛離“貝努”行星軌道，并踏上為期2年的返程之旅。由于，“貝努”行星的一條軌道與地球自身的軌道路徑有重疊，因此回程之旅會(huì)比從其他小行星返程耗費(fèi)較少的燃料助推力。

米歇爾.默里奧是美國(guó)航天局馬里蘭州戈達(dá)德宇宙飛行中心“冥王號(hào)”項(xiàng)目的主管。他在一份報(bào)告中寫(xiě)道：“5月駛離“貝努”小行星鄰近點(diǎn)是我們的最佳時(shí)機(jī)，在此次離開(kāi)將會(huì)消耗探測(cè)器最少的機(jī)載燃料?！?/p>

探測(cè)器將繼續(xù)在“貝努”小行星松弛的軌道上運(yùn)行，直到它按照計(jì)劃離開(kāi)。

1. “冥王號(hào)”探測(cè)器的任務(wù)目標(biāo)

2016年9月8日，“冥王號(hào)”探測(cè)器攜帶著6個(gè)用于測(cè)繪“貝努”小行星、記錄樣本采集點(diǎn)以及進(jìn)行其他觀測(cè)的設(shè)備，成功發(fā)射。

此次任務(wù)具有重要意義，它是美國(guó)航天局首次嘗試登陸一顆小行星并帶回這些稀有物體的樣本。此前，也有過(guò)兩次相似的任務(wù)：“創(chuàng)世紀(jì)”號(hào)和“星塵”號(hào)曾造訪彗星，并帶回了一些樣本。然而，“創(chuàng)世紀(jì)”號(hào)降落失敗，導(dǎo)致飛行器的有效荷載受損。

5.為什么“冥王號(hào)”探測(cè)器要帶回小行星樣本？

我們對(duì)行星的認(rèn)識(shí)大多來(lái)自于隕石，即隕石母體經(jīng)過(guò)地球時(shí)遺留的一些碎片。這些隕石在穿過(guò)地球大氣層時(shí)可能會(huì)發(fā)生一些重要變化。

未變化的小行星樣本對(duì)于探索我們的起源至關(guān)重要?？茖W(xué)家認(rèn)為，小行星是由幾十億年前形成太陽(yáng)系的遠(yuǎn)古物質(zhì)構(gòu)成，小行星研究為我們了解包括地球在內(nèi)的星球起源提供了線索。

“貝努”的公轉(zhuǎn)周期是436.6天，它是一顆稀有的B類(lèi)小行星——一種最原始的小行星。自40億年前形成后，“貝努”幾乎未曾改變過(guò)。它擁有大量的碳，有機(jī)分子和氨基酸，這些物質(zhì)構(gòu)成了生命的基礎(chǔ)。

科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室研究這些小行星樣本后，將會(huì)更加了解小行星的構(gòu)成以及形成這些空間物體的物質(zhì)。

當(dāng)科學(xué)家通過(guò)探測(cè)器的鏡頭觀察小行星或者其他太空物體時(shí)，他們受限于探測(cè)器攜帶的設(shè)備，無(wú)法分解行星表面的真正的礦石，而在實(shí)驗(yàn)室研究樣本成為則是完全不同的局面。

“是的，這非常有趣，”西蒙說(shuō)：“我們可以從小行星樣本上獲得更多的信息，比如，他們的脆度如何？硬度如何？以及不同的構(gòu)成成分等?！?/p>

“我認(rèn)為我們從中獲得很多有趣的材料和信息?！彼a(bǔ)充道。

此次任務(wù)并不僅僅是試圖追溯我們的起源，它也是保護(hù)地球的有效方式。

“貝努”每隔六年便與地球臨近，最短距離是0.002個(gè)天文單位。在近150年里，它撞擊地球的幾率很小。科學(xué)家通過(guò)研究“貝努”的軌道以及影響其路徑的推動(dòng)力，能夠創(chuàng)建一個(gè)更有效的小行星運(yùn)行軌道的模型，從而計(jì)算出更準(zhǔn)確的撞擊地球的幾率。

6.“冥王號(hào)”探測(cè)器何時(shí)返回地球？

“冥王號(hào)”探測(cè)器計(jì)劃于2023年9月24日返回地球，同時(shí)帶回遠(yuǎn)超預(yù)期的荷載物。

項(xiàng)目成員預(yù)測(cè)，“冥王號(hào)”從“貝努”表面獲取的物質(zhì)總量或許遠(yuǎn)超任務(wù)初期制定的2盎司的要求。

“我們沒(méi)有絕對(duì)的估算值，但我們知道應(yīng)該有很多?！蔽髅杀硎?。

2020年，探測(cè)器采集樣本后，美國(guó)航天局注意到了探測(cè)器的機(jī)器手臂有泄漏一些物質(zhì)——由于采集了過(guò)多的不必要樣本，導(dǎo)致它的容器無(wú)法關(guān)閉。慶幸的是，探測(cè)器最終成功裝載了這些樣本。

“冥王號(hào)”的樣本艙將穿過(guò)地球大氣層，并借助降落傘降落在猶他州測(cè)試訓(xùn)練區(qū)域。

團(tuán)隊(duì)成員收到樣本艙后，會(huì)將它送至休斯頓州的美國(guó)航天局瓊森太空中心的保管設(shè)施里。

之后，機(jī)構(gòu)將向世界各地的實(shí)驗(yàn)室分發(fā)樣本，使國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)能夠同時(shí)開(kāi)展研究，探索太陽(yáng)系以及地球的形成。

BY: inverse

FY: 秋

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