成功挖礦！美宇航局探測器在貝努小行星採樣成功，三年後返回地球

2020-10-24 科普大世界

太陽系中有著許許多多的小行星，對我們人類來說，它們都是將來可資利用的豐富礦藏，未來人類可以在小行星上挖礦，可以移民小行星，也可以將小行星打造成星際飛船，但在現階段，我們還只能對小行星進行觀察測量，處於科研探索階段，最多也就是從小行星上採樣返回測定它上面的物質情況了。

在小行星取樣研究方面，美俄日三個國家技術最先進，近期美日兩個國家都進行了了對小行星的取樣返回，日本隼鳥二號探測器於2019年11月份對龍宮小行星進行了表面取樣，3月13日開始返回，預估今年12月份返回地球。

而據美國媒體報導，10月20日，隸屬於美國宇航局（NASA）的奧西裡斯-REx探測器在小行星貝努表面採集了樣本，下一步該探測器將會把樣本送回地球。

貝努是一顆近地小行星，目前距離我們約3.2億公裡，它的軌道經常會與地球的軌道的某個位置重合，因此未來有與地球相撞的可能。

這顆小行星最早發現於1999年，直徑500米左右，科學家認為它上面保存著太陽系初期的原始物質，所以對它的探測研究有助於揭開太陽系初期狀態和形成之謎，美國宇航局於2016年向貝努發射了奧西裡斯-REx探測器，2018年底到達，探測發現貝努小行星存在含氫氧基的分子，說明這顆小行星曾在某個時刻與水發生過反應，天文學家推測認為它很可能是從一顆存在過液態水的更大的行星母體上分離出來的。

除了對貝努小行星進行近距離觀測之外，奧西裡斯-REx探測器最重要的任務就是去貝努小行星採集樣本，它配有一個機械臂，末端有一個小盒子專門用於收集小行星表面物質樣本。10月21日，美國宇航局對外宣稱探測器挖礦成功！已經收集了貝努小行星上的巖石樣本，採樣地點位於一個被命名為「夜鶯」的地方，因為這裡細碎顆粒物比較多，容易取樣，整個採樣過程持續約4.5小時，但是真正取樣的時間不到15秒鐘。

取樣過程是遠程操作探測器完成的，探測器得推進去點火脫離原有的繞貝努運行軌道，緩緩靠近貝努表面，下降過程速度很慢，到達貝努表面時採取「一觸即走」式採樣，探測器機械臂噴出加壓氮氣，將貝努表面的塵土和小卵石吹起，採樣探頭收集樣本，數秒鐘時間便完成了採樣，預估這次採樣將採集60~2000克貝努小行星的表面物質。

之後奧西裡斯-REx探測器將開始返回地球，預估它將於2023年9月從地球近旁飛過時把樣本艙彈出送回地球，美國宇航局的科學家們將其回收後，就可以研究來自貝努小行星上的原樣物質了。
參考資料：
《北京晚報》10月22日文章《整個採樣過程持續約4.5小時！美探測器為何要到貝努小行星採樣》

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    美國國家航空航天局（NASA）宣布，「奧西裡斯-雷克斯」 探測器已經成功著陸小行星 「貝努」。
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    美國國家航空航天局（NASA）發射的「奧西裡斯-REx」（OSIRIS-REx）探測器10月20日成功接近近地小行星「貝努」（Bennu）並採集其表面樣本。這是美國首次採集到小行星樣本，此前僅有日本的探測器成功採集到小行星樣本並將其帶回地球。
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    在如此遠的距離上，從OSIRIS-REx探測器到NASA總部之間的信號傳遞大約需要18.5分鐘。這意味著人工著陸是不可能的，所有成功著陸的希望都寄托在機載自主系統上。　　按照計劃，OSIRIS-REx探測器應該收集至少57克的小行星巖石材料帶回地球。
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    作為人類歷史上最雄心勃勃的「捕捉遊戲」之一，美國宇航局的OSIRIS-REx探測器成功觸摸到了小行星貝努（Bennu）。這顆圓錐形的小行星已經在太陽系內旋轉了十億年。如果一切都照計劃進行，該探測器會在短暫的接觸期間鏟取些許物質，然後在幾秒鐘之後離開，帶走珍貴的樣品：可以追溯到太陽系誕生時期的巖石和塵土。 　　項目團隊知道該探測器在距離目標約6.3釐米的地方著陸在了貝努小行星上，並且已確認採樣成功。
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    近日，美國宇航局NASA的首次小行星採樣返回任務迎來重大突破——在3.2億公裡外，OSIRIS-REx探測器完成了對小行星貝努的樣品採集。整個採樣過程大致是這樣的：OSIRIS-REx探測器推進器點火，脫離原本的環繞貝努軌道，伸出觸摸式採樣裝置向貝努慢慢靠近，直到與貝努表面接觸，停留約6秒鐘，期間射出一發壓縮氮氣，將貝努表面物質激起進入採樣裝置頭部的儲存室，然後揚長而去。嗯，場面一度十分混亂。
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    美國宇航局源光譜釋義資源安全風化層辨認探測器（OSIRIS-REx）於周二展開了其機械臂，首次嘗試短暫接觸了一顆小行星，從該小行星表面收集灰塵和小卵石，然後於2023年將這些採樣運送到地球。十分鐘後，飛船發射推進器進行第二次「 Matchpoint」燃燒，以減慢其下降速度並與小行星在接觸時的旋轉相匹配。然後，沿一段險惡的小行星地表上方行進，經過一段11分鐘的險惡地形上空後，從一座名為「末日之山」的兩層樓大建築的巨石上降落，在貝努（Bennu）北半球的一個火山口的一個顯眼地方降落。「夜鶯」場地只有一個小型停車場大小，是這塊巨石覆蓋的太空巖石上相對顯眼的幾個場景之一。
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  • 小行星上採樣太多，美國探測器太空「漏石頭」
    （圖片來源：美國航空航天局網站）新華社北京10月25日電（記者袁原）由於在小行星貝努表面採樣過多，美國小行星探測器「奧西裡斯-REx」收集的一些碎石樣本洩漏到太空。據美聯社24日報導，美國航空航天局科學家23日緊急召開新聞發布會，宣布上述消息。
  • 人類探測器完成對小行星「貝努」的採樣，將帶回太陽系早期信息
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    2019年7月，第二次成功著陸並收集了之前撞擊中暴露出來的深層塵土樣本。2019年11月，進行軌道調整，啟程返航。2020年12月4日，在距離地球22萬千米的地方釋放了裝有小行星採樣的返回艙。2020年12月6日，返回艙成功在澳洲著陸。在釋放返回艙後不久，「隼鳥2號」點火轉向離開地球再次返回深空執行延長任務，計劃將在2026年和2031年訪問另外兩顆小行星。
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    這是美國第一個小行星採樣探測任務。那麼美國為何送探測器赴貝努採集樣本？採樣具體如何進行？小行星採樣又有何重要性？尋找太陽系形成乃至生命起源的線索奧西裡斯－REx探測器英文全名為「起源、光譜釋義、資源識別與安全－風化層探測器」，它的首要任務就是去貝努小行星採集樣本，尋找太陽系形成乃至生命起源的線索。它配有一個機械臂，上面的探頭專門用於收集小行星表面物質樣本。
  • 在小行星上採樣太多 美國探測器「漏石頭」到太空
    由於在小行星貝努表面採樣過多，美國小行星探測器「奧西裡斯-REx」收集的一些碎石樣本洩漏到太空他們說，傳回地球的圖像顯示，一塊巖石卡住奧西裡斯-REx收集樣本的容器蓋子，導致容器無法閉合、樣本洩漏。奧西裡斯-REx20日在小行星貝努表面「一觸即走」，利用機械臂採集表面樣本。美國航空航天局科學家估計，機械臂掘進貝努粗糙、易碎表面48釐米深，採集了大約400克樣本。這是美國航空航天局探測器首次執行小行星採樣返回任務。
  • 飛行20億公裡 美小行星取樣返回探測器抵達目標
    」探測器終於抵達它此行的目的地——101955號小行星「貝努」（Bennu），並傳回了這顆小天體令人驚嘆的近距離圖像。這裡展示的是從2018年8月17日~11月27日之間，由OSIRIS-Rex探測器拍攝的一系列畫面，可以看到「貝努」越來越近，越來越清晰示意圖：正準備使用取樣機械臂在小行星表面進行取樣的OSIRIS-Rex探測器此後，OSIRIS-Rex探測器將花費大約1年時間，使用其5臺科學設備對這顆小天體進行考察，並選擇一個安全且科學上最有價值的地點進行採樣
  • 科普：美探測器為何要到貝努小行星採樣
    新華網新華社華盛頓10月20日電(記者譚晶晶)美國奧西裡斯-REx探測器20日在小行星貝努表面「一觸即走」採集樣本，並計劃把樣本送回地球進行研究。這是美國第一個小行星採樣探測任務。那麼美國為何送探測器赴貝努採集樣本？採樣具體如何進行？
  • 美國小行星探測器收集的碎石樣本洩漏到太空 原因竟然是採樣過多?
    在小行星上採樣太多 美國探測器「漏石頭」到太空由於在小行星貝努表面採樣過多，美國小行星探測器「奧西裡斯-REx」收集的一些碎石樣本洩漏到太空。據美聯社24日報導，美國航空航天局科學家23日緊急召開新聞發布會，宣布上述消息。
  • 繼日本後美國宇航局(NASA)Osiris-Rex探測器今日成功登陸小行星
    在2億多英裡外，美國宇航局和它的工程夥伴洛克希德 · 馬丁公司，指示飛船降落到一個叫做貝努（Bennu）小行星（具有潛在危險的小行星）的太空巖石表面進行了歷史性的短暫著陸。然後僅僅在5到10秒內，探測器應該已經從小行星表面採集到了樣本。它將把這個行星上的樣本帶回地球。
  • 除了嫦娥五號,還有哪些探測器從太空採樣返回?
    除了帶回星際塵埃和太陽風粒子，在人類短短六十多年的深空探測史上，迄今為止只完成過9次月球採樣返回，1次彗星採樣返回和2次小行星採樣返回。每一次，都伴隨著未知、艱險和挑戰，每一次，都是載入史冊的壯舉。| NASA 此後的阿波羅12、14、15、16、17號均成功實現了載人登月、月球巖石和土壤採樣和返回，而且一次比一次採得多。