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近日,日本宇航局(JAXA)宣布了其小行星探測器隼鳥2號(Hayabusa2)的一項新任務:到達1998 KY26小行星並對其展開研究。JAXA表示隼鳥2號要到2031年7月才能抵達目的地。
其實,隼鳥2號在去年就已經完成了發射之初設定的主要任務,2019年2月它成功從小行星龍宮(Ryugu)表面採集了10克樣本。
該太空飛行器隨後轉向任務第二階段,於當年7月發射撞擊器在龍宮表面製造了人工隕石坑,隨後採集到了小行星地下樣本,它也成為第一顆收集到地下樣本的太空飛行器。
隼鳥系列太空飛行器是日本針對小行星探索任務的專門設備,第一代隼鳥號太空飛行器在2005年抵達了距離地球約2.9億公裡的小行星「系川」,並取得少量樣本返回地球。
隼鳥2號的設計基於第一代,並做了很多成熟的改進。
規格方面,隼鳥2號乾重為610KG,這一重量算得上小巧,但是其攜帶的科學儀器卻很全面,此外,它還攜帶了德法聯合製造的登陸器Mascot並將其成功運送到了小行星上。
動力方面,隼鳥2號採用的是電離子推進動力,比起化學燃料推進更省能源。該太空飛行器共有四個太陽能推進器(其中一個是備用)。這些引擎使用微波來轉換離子,通過太陽能電池板施加電壓來加速離子,並從引擎後面噴射出來提供動力。
隼鳥2號上安裝了四臺遙感成像儀器。包括光學導航相機(ONC)、近紅外光譜儀、熱紅外成像儀和一臺光學雷達。
其中,ONC與我們一般概念中的攝像機的工作原理基本相似,在隼鳥2號飛行和著陸的過程中承擔探測器「眼睛」的任務,與光學導航寬視場相機(ONC-W2)和雙星跟蹤器協同工作,在接近小行星的過程中為其導航。
近紅外光譜儀和熱紅外成像儀利用肉眼無法識別的紅外信號,對龍宮小行星表面的物質成分和溫度進行探測。光學雷達在30 M–25 KM的高度範圍內運行,向小行星表面發射雷射,通過測量雷射反射回探測器所需的時間獲取小行星的地形地貌數據。
為了方便對小行星的探測,隼鳥2號還攜帶了四輛小型漫遊車(分別是Rover-1A、Rover-1B、MASCOT和MINERVA-II-2),小型撞擊器(SCI)和可部署攝像機(DCAM3)。
考慮到小行星表面的微重力,漫遊車並未採用車輪,而是通過彈跳向前推進(如下圖)。以1A和1B為例,其徑約為18釐米,高約為7釐米,重1.1千克,一次跳躍大概需要15分鐘,移動約15米。
圖片來源:http://www.spaceflightfans.cn/tag/minerva-ii-2
需要說明的是,漫遊車「彈跳」的動力並非來自圖中底部的「腿」。實際上,這些看起來像是"腿"的裝置,實際上是巡視器的溫度探測器。而巡視器跳躍的動力來自於其內部的飛輪產生的力矩,通過改變力矩的方向和大小可以控制跳躍的速度和方向。
從目前發回的數據來看,隼鳥2號在小行星表面發現了水合礦物質,這或能幫助科學家確定小行星是否將水帶到了地球上。
編譯/前瞻高端裝備研究組
資料來源:
http://www.hayabusa2.jaxa.jp/en/
https://en.wikipedia.org/wiki/Hayabusa2
https://www.universetoday.com/147977/hayabusa2s-mission-isnt-over-it-has-a-new-asteroid-target-to-visit-1998-ky26/
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