北京时间2月22日8时左右,日本探测器隼鸟2号成功在小行星“龙宫”表面着陆。隼鸟2号是由日本航天局(JAXA)执行的又一次小行星取样返回任务。此前,隼鸟号已经于2010年实现人类历史上第一次小行星采样返回。依照计划,隼鸟2号短暂降落到“龙宫”后,发射弹丸撞击“龙宫”地表并采集地表下岩石等样本。
隼鸟2号于2014年12月发射飞往“龙宫”,预计于2020年底返回地球。
小行星“龙宫”在地球和火星之间的轨道上运行,直径约1千米,被认为含有水和有机物,物理特征更为原始。科学家希望通过分析采集到的小行星样本,解答太阳系形成和生命起源的若干谜题。
小行星是太阳系内类似行星环绕太阳运动,但体积和质量比行星小得多的天体。研究普遍认为小行星可能由太阳系诞生之初的残余物质组成。
小行星的特点有:
1.形状不规则
2.表面特征复杂
3.体积小、质量小
4.引力弱(10-4m/s2 ~ 10-1m/s2 )
5.公转轨道演化规律复杂
6.自旋状态复杂
国外小行星探测发展历程
国际上小行星探测已有30多年历程,美、欧、日先后完成了各自独特的标志性任务。上世纪90年代至今,国外共发射了19颗与小行星相关的探测器,以飞越、绕飞、着陆、采样返回等不同形式对小行星进行探测。典型探测任务有:
NEAR探测器——国际首个小行星探测任务(美国)
2000年2月14日,美国NASA的NEAR探测器顺利进入距离爱神(Eros)小行星表面35km的绕飞轨道,对Eros进行了全面观测,获得了该小行星的大小、形状、质量分布、重力场、自转、成份和地质学数据等。
“隼鸟号”——世界上首个实现小行星取样返回任务的探测器(日本)
2005年11月,“隼鸟号”依靠自主控制系统掠飞Itokawa小行星,并瞬时完成收集样品任务。技术途径为向小行星表面射入重为5-10g的掷标金属球,并用专门装置把溅起的粉尘吸入到航天器中。在2010年6月13日成功返回地球。
“罗塞塔-菲莱”——世界上首个完成彗星表面着陆就位探测的探测器(欧洲)
2014年底,“罗塞塔-菲莱”着陆目标天体,开展了目标彗星全球勘测和两颗小行星的化学、矿物学和物理特性的研究,实现了低轨道绕彗核观测和未知彗星表面的精确着陆,也是欧洲历时最长、最具挑战的深空探测任务。
后续,美国计划于2021年和2022年分别实施两次小行星探测任务,实现飞越探测6颗特洛伊小行星,以及对主带“灵神星”开展绕飞探测。欧空局计划于2022年与美国航天局合作,实现撞击近地双体小行星“迪蒂莫斯”,2029年实现D类小行星取样返回。印度小行星探测任务也在论证规划中。
小行星探测的科学目标
1.测定小行星轨道参数、自转参数、形状大小和热辐射等物理参数。
2.探测主带彗星形貌、表面物质组份、内部结构、临近空间环境,以及可能的水和有机物等信息,获取太阳系早期演化信息。
3.探测近地小行星形貌、表面物质组份、内部结构,获取样品背景信息。
4.对返回样品开展实验室分析研究,测定小行星样品的物理性质、化学与矿物成分、同位素组成和结构构造。
小行星探测的意义
1.太阳系起源演化:小行星保存着太阳系形成、演化的原始信息,是研究太阳系起源的“活化石”,对揭示太阳系起源和演化历史、寻找生命起源具有重要意义。
2.小行星轨道演变:小行星撞击在历史上多次导致地球环境灾变和生物灭绝,直接威胁人类的生存和发展。研究成果可以预测小行星轨道,评估其撞击地球的潜在威胁。
3.资源利用:小行星被认为存在水资源,铜、镍、铁、硅酸盐等矿物,以及钴、铑、钯、锇、铱、铂等稀有金属,开发前景尚在论证中。
国内研究与发展现状
早在上世纪90年代初,我国就启动了对小行星探测的相关基础研究。我国科学家利用地面天文观测和国际上的小行星探测数据,对小行星探测开展了系统性研究和一些先期技术攻关,取得了可观成果。2012年,我国“嫦娥二号”探测器成功实现了对4179号“图塔蒂斯”小行星飞越成像试验,圆满实现了多目标多任务的预定目标。研究成果与工程实践为我国深入开展小行星探测奠定了必要的基础。
星空浩瀚无比,探索永无止境。后续我国将按计划深入开展规划论证,以自信、开放、务实的姿态稳步推进我国小行星探测事业的开展,为人类和平利用太空、推动构建人类命运共同体贡献更多中国智慧、中国方案、中国力量。
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