NASA的OSIRIS-REX太空飛行器將於今日對小行星本努(Bennu)進行「TAG」操作,並收集樣本返回地球。
OSIRIS-REX是美國國家航空航天局(NASA)的第一艘小行星採樣太空飛行器。而這次將執行的TAG操作(即「即觸即走」)會嘗試涉及一系列動作,這些動作將把太空飛行器帶到小行星表面,採集樣本並脫離返回。根據NASA的說法,選擇著陸的地點被稱為「夜鶯(Nightingale)」,這是一個直徑52英尺(16米)的巖石區域,位於小行星本努的北半球。
NASA的OSIRIS-REX太空飛行器
NASA的科學家告訴我們,「我們以前從未這樣做過,我們實際上是要收集小行星本努的樣本,然後把它帶回地球,讓科學家進一步檢查。」
為了實現這一目標,該太空飛行器自2018年以來一直圍繞小行星本努運行,並對該小行星進行了詳細研究,尋找最佳著陸點 —— 一個足夠大、相對平坦且覆蓋著細粒物質的地點。
四個備選採樣地點
然而,找到這類地區是具有挑戰性的,也導致了一些額外的近距離飛越和觀察,以選擇適當的樣本地點。據美國宇航局稱,OSIRIS-REX團隊在選擇「夜鶯(Nightingale)」之前,也考慮了其他可能的地點,如比如「魚鷹(Osprey)」、「 翠鳥(Kingfisher)」和「鷸(Sandpiper)」,但還是因為夜鶯擁有最多的不受幹擾的細顆粒物質而被確定。
TAG(即觸即走)操作究竟是如何實現的呢?
NASA的OSIRIS-REx太空飛行器將會執行三個單獨的操作,以到達小行星本努的表面。 第一步稱為:檢查點燃燒。在此期間,太空飛行器將啟動其推進器,以調整其相對於「夜鶯」樣本地點的位置。 據美國宇航局稱,當OSIRIS-REx到達大約177英尺(54 m)的高度時,另一種稱為「賽點燃燒」的動作將減緩太空飛行器的下降速度,並瞄準與小行星在接觸時的旋轉方向相匹配的路徑。
OSIRIS-REx的機械採樣臂稱為「即觸即走式樣本採集機制」(TAGSAM),它將與本努的表面接觸不超過16秒,然後返回軌道。一旦與小行星接觸,三個加壓氮氣罐中的一個將起火,攪動起塵埃和小巖石的樣本,然後這些樣本可以被收集到採樣臂的收集頭中,並儲存起來,以便帶回地球。
OSIRIS-REX將使用自然特徵跟蹤將小行星表面的實時圖像與照片進行比較,引導自己到採樣地點。
下降到小行星本努表面的時間大約需要四個小時。NASA的專家解釋說,在下降過程中,太空飛行器將使用自然特徵跟蹤(NFT)來識別地標,並在必要時更新位置,以繞過巨石,確保在相對空曠的空間安全著陸。
OSIRIS-REx公司的項目負責人表示,有幾個方面可能會出錯,導致我們在「夜鶯」的第一次嘗試不成功,所以我們也做好了必須的準備。
如果第一次TAG操作嘗試不成功,飛船將啟用備份的加壓氮氣罐,這將允許進一步的樣本收集嘗試。據美國宇航局稱,該團隊希望能從小行星表面收集60克的細粒物質,這將是自阿波羅計劃以來從太空中返回的最大樣本。
這張圖片顯示了樣本地點夜鶯,這是OSIRIS-Rex在小行星本努上的主要樣本採集地點。
OSIRIS-REx小組還對「夜鶯」進行了研究,以確定樣本地點內可能對飛船造成潛在傷害的區域。該地點的危險地圖已被開發並編入太空飛行器的導航系統,因此,如果NFT系統探測到危險的地標,太空飛行器將自動遠離小行星。這將允許任務在未來的某一天重新嘗試樣本收集。
在收集到它的樣本後,OSIRIS-REx將啟動它的推進器以遠離小行星本努。如果在採集過程中一切按計劃進行,團隊將通過拍攝TAGSAM頭部的照片來驗證樣本是否包含表面材料。周六(10月24日)還將進行一次旋轉機動,以測量樣本的質量,並確保至少收集到2盎司(60克)的物質,並可儲存起來,以便在2023年返回地球。不過,如果沒有收集到足夠的樣本,飛船將能夠再進行兩次嘗試。
希望這次接觸小行星表面並收集樣本的任務能夠成功,2023年當OSIRIS-REx帶著樣本返回地球,那將是令人興奮的一刻。
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