為了這10秒鐘，美國宇航局花費了8億美元！3億公裡外隔空取石

2020-10-22 宇宙印象

編者按：隸屬於美國宇航局的、造價8億美元的OSIRIS-Rex小行星探測器已經成功完成小行星樣本採集，距離地球3.34億公裡，全程耗時10秒左右，猶如隔空取石。Bennu小行星上的樣本塵封了40多億年之久，保留了太陽系最原始的信息。目前探測器已經獲得了至少60克的樣本，這也是人類首次對3億公裡外的Bennu小行星進行撞擊。

宇宙印象｜頭條獨家 深度科普欄目第1706期

成功拿到40億年前的碎石頭還差最後一個環節，從3.34億公裡外返回地球的OSIRIS-Rex小行星探測器正在途中，預計在2023年返回地球。這次OSIRIS-Rex小行星探測器成功捕獲了Bennu小行星上的樣本，過程有些驚險，全程花費了大約10秒鐘。

圖片解讀：OSIRIS-Rex小行星探測器在小行星表面準備採樣的想像圖

圖片解讀：OSIRIS-Rex小行星探測器採樣的軌道設計

OSIRIS-Rex探測器選擇了小行星北半球的一個撞擊坑，這裡的位置比較平整，大小相當於一個小型停車場，根據採樣機制，OSIRIS-Rex探測器逐漸下降高度，向地面噴射了氮氣，高速氣體將小行星表面的塵埃和小石塊攪動起來，然後OSIRIS-Rex探測器快速下降高度，與小行星表面短暫接觸，然後再啟動推進器上升，安全離開Bennu小行星。

本次收集到的樣本至少有60克，而樣本容器可容納大約2公斤的樣本。為了確定小行星樣本的重量，NASA工程師使用了多個遠程識別設備來監控氣體噴射在小行星表面攪動起多少的物質。這些樣本距今大約40億年，屬於太陽系早期物質，太陽系形成的時間在46億年，理論上這些物質都來自太陽系形成時的物質。換個角度看，Bennu小行星上的樣本塵封了40多億年之久，保留了太陽系最原始的信息。如果樣本中有微生物，那麼可發現地球生命的起源，如果發現了有機物質，也能揭開生命起源的奧秘。

圖片解讀：Bennu上的夜鶯隕石坑，圖中繪製出OSIRIS-REx太空飛行器的相對大小，打叉的位置就是採樣點

根據相關理論，地球上的生命開始於40多億年前，那麼生命是從地球上誕生的，還是在早期太陽系內就已經出現了？解答這個問題就需要從小行星上找答案，這就是美國宇航局派出探測器前往Bennu小行星的原因。Bennu小行星距離地球有3.34億公裡，信號從太空飛行器到達地球需要花費18.5分鐘，因此著陸的過程全部是自主進行的，這意味著探測器取樣過程需要全自動完成，並且要安全脫離小行星表面。從脫離軌道到樣品採集，整個過程耗時大約四個半小時，然後我們就獲得了大約40億年前的碎石樣本。

小行星在太陽系內部遊蕩，表面物質可以保存很久，在小行星帶上，一些較大體積的小行星，都有著30至40億年的歷史，表面物質也保存了這麼久。在月球上，也有類似的情況，嫦娥4號降落的月球背面撞擊坑，這裡仍然保持著數億年前的模樣。小行星與月球的表面環境相似，沒有大氣結構，表面物質可以保持非常久的時間。火星等天體有大氣結構，表面有沙塵暴，因此表面環境時刻都在變化中。


圖片解讀：OSIRIS-Rex探測器採樣點備選方案

圖片解讀：Bennu小行星

為了確保對小行星樣本採集的成功，探測器使用SamCam 相機進行拍攝，NASA可查看是否有碎石和塵埃進入容器內。幾天後，探測器還會通過慣性矩的變化來嘗試測定收集樣品的質量，因為如果小行星碎石樣本進入探測器容器內，探測器繞中軸自轉時傳感器會察覺到質量發生變化，這樣就能計算出收集的碎石和塵埃質量有多少。宇宙印象為今日頭條獨家，其他均為假冒，轉載均為非法。

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