機會只有5秒鐘!“歐西里斯”號艱辛的小行星尋寶之旅

我是貝努鳥,拉之心魂,引領前往冥界的諸神之嚮導。——亡靈書

貝努這隻古埃及的神鳥,到底是太陽神拉的心魂,還是來自冥王歐西里斯的心臟,人馬君已經無暇考證了。但在太陽系裡,貝努卻是一顆被天文學家高度關注的小行星,因為它有可能在兩個世紀後撞上地球!

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貝努鳥與貝努小行星

這種滅霸級的大BOSS,自然要被美國宇航局(NASA)重點照顧,於是NASA在2016年向貝努發射了一個探測器,名字很應景——“歐西里斯”號(OSIRIS-REx)。

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OSIRIS-REx“源光譜釋義資源安全風化層辨認探測器” (翻譯表示:我太難了)

今年夏天,歐西里斯號就要與貝努親密接觸了,到時候必然有大量的爆炸性新聞,人馬君笨鳥先飛,提前為大家介紹一下這位古埃及冥王艱難的尋“心”之路。

貝努的威脅與機遇

貝努(Bennu)的直徑約500米,繞太陽公轉的週期是1.2年,軌道剛好夾在金星和火星軌道之間,每6年接近地球一次,可以說,貝努與地球如影隨形。

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貝努小行星軌道示意圖

根據對貝努軌道的計算,天文學家認為,它將在2135年與地球接近,最近距離僅30萬公里,在月球軌道之內。雖然比較遠,但這次的接近會改變貝努的軌道。真正的威脅從2175年開始,如果2135年貝努恰好穿過了某幾個特定的“鑰匙孔”,它將在2175年或之後的幾次接近中與地球相撞。分析表明,貝努在2175至2199年期間撞上地球的概率是1/2500——這已經非常大了。考慮到它500米的直徑,如果真的撞上了,絕對是個大災難!

更糟糕的是,貝努上可能還存在大量的含水粘土,隨著太陽的影響和水分的蒸發,它的軌道會發生不可預知的變化,更增加了其撞擊地球的不確定性。從這個角度上,貝努絕對是個超大號的定時炸彈,需要我們高度關注。

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小行星撞擊地球

但從另一方面,貝努所有的危險特性卻又使它成為絕佳的探測目標:

  • 離地球很近,可以被光學望遠鏡觀測,而且有條件將樣品帶回地球;
  • 大小合適,直徑492米,自轉不至於太快,表層的風化土不至於流失,也有利於探測器環繞和採樣;
  • 作為C類富碳小行星,富含有機物、水、粘土和稀有金屬,對分析太陽系原始物質的成分,探索生命起源的奧秘,都有很大意義。

歐西里斯號啟程

2016年9月,歐西里斯號探測器搭乘宇宙神5火箭發射升空,開始了前往貝努的旅程。

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歐西里斯號發射升空

歐西里斯號的使命很明確:到達貝努小行星,繞其運行,然後確定採樣點,抓取大約60克物質,然後把樣品帶回地球。(像不像嫦娥計劃裡的“繞落回”?)

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歐西里斯號伸出機械臂收集小行星表面物質

歐西里斯號的採樣過程很特別,它並未在小行星表面實際著陸,而只是在緩慢下降後,伸出機械採樣臂“摸”了一下(鹹豬手?),用氮氣將表層風化土吹起來,收集在樣品艙中,這個過程僅僅持續5秒。隨後探測器就將上升,離開貝努表面。而把樣品送回地球的過程也很簡單粗暴:探測器本身不再“回家”,而是在飛掠地球時,將樣品艙拋下,樣品艙通過降落傘軟著陸,而歐西里斯號將以一個環太陽軌道作為自己永遠的歸宿。

到達目標,大吃一驚

直到歐西里斯號出發時,人們對貝努的瞭解都源於天文觀測,因此,科學家猜測貝努的樣子應該是這樣的:

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然而,百聞不如一見,2018年底,當探測器來到貝努跟前,這一驚卻非同小可……本尊原來是這樣的:

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小行星就像一個超大個兒的碎石堆,表面佈滿了大大小小的石頭。上圖中小行星南部的那塊大石頭,足有52米高。而在下面這張更細緻的照片中,頂部那個淺色的石塊也有4.8米高。在這樣的表面,歐西里號幾乎沒有立錐之地,要想採集樣品,簡直是難上加難!

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佈滿石塊的貝努表面

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NFT地形細節跟蹤系統將為採樣過程提供指引

通過激光雷達成像和光學成像,歐西里斯號對貝努表面進行了詳細的勘察,初步選定了四個候選採樣地點。由於貝努是隻神鳥,這四個地方也以四種鳥來命名:鷸(Sandpiper)、魚鷹(Osprey)、翠鳥(Kingfisher)和夜鶯(Nightingale)。最後,在抵達貝努一年之後,NASA終於選定了(Nightingale)作為最終的採樣點。

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最終選定的採樣點:夜鶯

這是一塊寬約140米的盆地,相對比較平坦,並且看上去存有大量的表層風化土。該處的溫度也比貝努表面其它任何地方都低,更有利於保持原始的物質成分。

2020年夏天的期待

最後也是最關鍵的採樣過程,預計在2020年7月或8月進行。經過一年半的審視,歐西里斯號對貝努的表面可謂瞭如指掌。但這畢竟是在遙遠的小行星上,各種未知情況難以預料,歐航局的“菲萊”號探測器在登陸67P彗星時就落了個折戟沉沙的下場,歐西里斯號能否完成這關鍵的5秒鐘,還存在一個大大的問號。

不過人馬君的直覺認為這次應該能成功,畢竟在神話中,貝努與歐西里斯關係密切。至親來了,總得給個面子,一起期待歐西里斯的好消息吧!等到2023年,樣品艙返回地球時,也許裡面的物質能解開太陽系和生命起源的謎團呢!


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