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來源(yuan)︰咸寧網 時間︰2020-02-26 06:10

最近,歐(ou)洲航天局zhong)叫xuan)布,將與(yu)美國航jiao)蘸教煬止餐 xing)人類首個全面的小行(xing)星防(fang)御演示(shi)任務——“小行(xing)星撞擊和tui)pian)離(li)評(ping)估”項目。

事(shi)實上,近年來關于小行(xing)星的各種探測項目都ji) 只(zhi)鈐盡>萁檣埽 泄︵xing)星探測任務也正在進行(xing)論證工(gong)作,擬(ni)完成近地小行(xing)星伴飛(fei)、附著、取樣返回和主帶彗星近距離(li)繞飛(fei)。

美歐(ou)共同實施的“小行(xing)星撞擊和tui)pian)離(li)評(ping)估”項目示(shi)意圖。右上是歐(ou)洲的“赫拉”空間探測器(qi),左(zuo)下是美國的“雙(shuang)小行(xing)星重定向測試”空間探測器(qi)。


1 行(xing)星探測為何受青睞


小行(xing)星探測之(zhi)所以在最近幾年受到世界上一些國家(jia)的重視,是因(yin)為隨著科學技ji)醯姆fei)速發展,科學家(jia)們越來越認(ren)識到探測小行(xing)星具有十分重要的意義。

探測小行(xing)星能揭(jie)示(shi)生(sheng)命起源(yuan),促進基(ji)礎科學發展。因(yin)為小行(xing)星是46億(yi)年前太陽系形成時殘留下來的初始行(xing)星體,保存了太陽系形成時的大量珍(zhen)貴信息(xi)。探測小行(xing)星可認(ren)識太陽系的最初物質組成,更好地研究(jiu)太陽系的形成和演化。

探測小行(xing)星能促進太空工(gong)業(ye)發展。據悉,每年有900多顆小行(xing)星與(yu)地球擦身(shen)而過,其(qi)中不少蘊藏鉑(bo)、鈷、銠、銥、鋨(e)等ri)zhen)稀金屬和鐵、鎳等礦(kuang)產資(zi)源(yuan),它們可以成為潛在的“地外礦(kuang)藏”。

探測小行(xing)星能為保護地球安全,建設(she)行(xing)星防(fang)御體系奠定基(ji)礎。探測近地小行(xing)星,深入了解近地小行(xing)星的運動及(ji)屬性,有利于研究(jiu)、開發出防(fang)止近地小行(xing)星撞擊地球的新(xin)方法和技ji)  ㄑ櫓?斕dao)偏(pian)轉等小天體防(fang)御技ji)醯目尚xing)性,為地球自身(shen)的安全做好預(yu)測和防(fang)範,避免人類重蹈當年小行(xing)星撞擊地球造(zao)成恐龍滅(mie)絕的災難性後(hou)果。

探測小行(xing)星還(huai)能成為深入探索(suo)太空的基(ji)石。小行(xing)星可作為載人shuo)腔huo)星的中轉站(zhan),因(yin)為小行(xing)星引(yin)力小,從(cong)那(na)里出發去深空其(qi)他星球比較(jiao)xian)菀住A磽猓 qi)上有豐富的水資(zi)源(yuan),它可直(zhi)接用于航天員生(sheng)活或分解成氧(yang)和氫,供航天員呼吸或作為星際(ji)飛(fei)船的燃料使(shi)用,幫助人類探索(suo)更遙遠(yuan)的太空世界。

小行(xing)星探測是空間探索(suo)的na)把厝鵲悖  幣彩歉咼偶韉納羈仗講餿撾瘛P︵xing)星形狀不huai)gui)則,平均直(zhi)徑只(zhi)有千米量級,地貌復雜,引(yin)力微弱(ruo),表面溫差(cha)大。探測難點是“微弱(ruo)引(yin)力、未知(zhi)環(huan)境不確定”等。近年來,全球掀起了小行(xing)星探測的新(xin)熱潮,由此促進了小行(xing)星探測新(xin)技ji)醯惱zheng)奇斗艷。


2 美日(ri)已經(jing)先(xian)行(xing)一步


探測灶神星和谷神星的美國“黎明”探測器(qi)示(shi)意圖

隼鳥2號(hao)登陸龍宮小行(xing)星想象圖。

從(cong)20世紀90年代至今,美國和日(ri)本已先(xian)後(hou)研制和發射(she)了多個專用小行(xing)星探測器(qi)。它們采用繞、落、回的方式對目kan)晷︵xing)星進行(xing)了較(jiao)為細致的探測,獲得了大量有價值的科學數據。

早(zao)在1996年,美國就率先(xian)發射(she)了世界首個小行(xing)星探測器(qi)“尼(ni)爾”(意譯為“近地小行(xing)星交(jiao)會”)探測器(qi)。它于2000年進入愛(ai)神星小行(xing)星軌道(dao),這是人類航天器(qi)首次(ci)成功(gong)地進入圍繞小行(xing)星運行(xing)的軌道(dao)。“尼(ni)爾”用相(xiang)機(ji)、激光測距儀和無線電科學實驗設(she)備(bei)等儀器(qi),確定了shui) 襉塹某嘰紜 柿俊 芏群痛懦chang)及(ji)岩石成分。在探測任務結束之(zhi)際(ji),“尼(ni)爾”于2001年首次(ci)以硬著陸的方式降落到愛(ai)神星的表面,結束了長達5年的太空之(zhi)旅。在這5年中,“尼(ni)爾”繞愛(ai)神星飛(fei)行(xing)了1年,共拍攝(she)了16萬幅圖片,搜集了比科學家(jia)原先(xian)計劃(hua)多10倍(bei)的數據,大大超過了預(yu)期。

日(ri)本也不甘示(shi)弱(ruo),于2003年發射(she)了“隼鳥”小行(xing)星探測器(qi)。它于2005年飛(fei)抵(di)離(li)?川小行(xing)星20千米的預(yu)定軌道(dao),觀測?川小行(xing)星表面情況,收集其(qi)成分和地形數據。此後(hou)又兩次(ci)成功(gong)在?川小行(xing)星表面短時間著陸,采集其(qi)表面的岩石樣本。其(qi)采樣方式是通(tong)過著陸時產生(sheng)的撞擊,吸入飛(fei)濺起來的碎石。最終(zhong),“隼鳥”攜帶小行(xing)星樣品于2010年返回地球,使(shi)日(ri)本成為世界上首個擁有在月球之(zhi)外的原始小天體上著陸、取樣並(bing)攜帶其(qi)樣品返回地面技ji)醯墓jia)。

美國則在2007年發射(she)了首個用離(li)子推(tui)進器(qi)完成實用型科學探測任務的“黎明”小行(xing)星探測器(qi),玩兒了一個“一石二(er)鳥”,即分zhi)鷯011年和2015年先(xian)後(hou)探測2顆小行(xing)星——灶神星和谷神星。目前,“黎明”仍在谷神星軌道(dao)運行(xing)。

日(ri)本在2020年02月26日(ri)又發射(she)了隼鳥2號(hao)小行(xing)星探測器(qi)。它是更先(xian)進的小行(xing)星取樣返回探測器(qi),探測目kan)曄橇 ︵xing)星,因(yin)為該小行(xing)星上可能有含有機(ji)物質和tui) 難沂 /p>

隼鳥2號(hao)采用了別開生(sheng)面的轟(hong)擊小行(xing)星表面的技ji)  刺講廡︵xing)星的內部,進一步確認(ren)龍宮上含礦(kuang)物質、水和有機(ji)物的na)榭觥K018年6月進入龍宮小行(xing)星軌道(dao)後(hou),先(xian)對該小行(xing)星進行(xing)近距離(li)詳細觀測。接著,向小行(xing)星表面投放跳躍式巡視器(qi)和小型著陸器(qi)。然後(hou),對小行(xing)星表面進行(xing)采樣。“隼鳥”只(zhi)采集了10毫克樣品,隼鳥2號(hao)擬(ni)采集100毫克以上樣品。後(hou)者在龍宮附近運行(xing)1年半,完成任務後(hou),已于2019年11月飛(fei)離(li)龍宮;再用約1年時間,即2020年末返回地球。

2020年02月26日(ri),美國首個小行(xing)星采樣返回探測器(qi)——“奧西里斯-雷克斯”升空,目kan)曄嵌員bei)努小行(xing)星進行(xing)采樣返回探測。它于2018年8月抵(di)達貝(bei)努,並(bing)在環(huan)繞貝(bei)努的軌道(dao)上對其(qi)進行(xing)全球表面成像(xiang)觀測,展開為期兩年的科學研究(jiu)。美國已于2019年12月選定了貝(bei)努小行(xing)星采樣點,在2020年8月,該探測器(qi)將使(shi)用機(ji)械臂末端shuo)牟裳qi)采集60克至2千克shuo)謀bei)努表面風化層樣品,2023年把樣品fan)氐厙蜆┘蒲?jia)研究(jiu)。貝(bei)努是富碳(tan)小行(xing)星,科學家(jia)預(yu)測這顆小行(xing)星在2169年-2199年間撞擊地球的概率為0.071%,撞擊地球的危險性目前排(pai)在第二(er)位。


3 美歐(ou)合作實施防(fang)撞擊項目


歷史fei)顯?sheng)過多次(ci)小行(xing)星撞擊地球的事(shi)件,向地球人敲響了警鐘,要加速研究(jiu)如何防(fang)止近地小行(xing)星撞擊地球的方法和技ji)  yin)為小行(xing)星撞擊地球是世界四大突huan) 藪笤幟閻zhi)一,早(zao)晚有一天會猛烈撞擊地球。為此,科學家(jia)很早(zao)就開始研究(jiu)如何防(fang)止小行(xing)星撞擊地球。

今年11月,歐(ou)洲航天局zhong)角qian)署協議(yi),將與(yu)美國聯手實施人類首個全面的行(xing)星防(fang)御演示(shi)任務——“小行(xing)星撞擊和tui)pian)離(li)評(ping)估”的項目。

其(qi)初步計劃(hua)是,美國在2021年7月發射(she)“雙(shuang)小行(xing)星重定向測試”空間探測器(qi),它于2022年10月到達迪迪莫斯雙(shuang)小行(xing)星系統(由一顆直(zhi)徑775米的迪迪莫斯小行(xing)星和一顆直(zhi)徑為165米的天然小衛星組成),隨後(hou)俯沖撞擊其(qi)中的天然小衛星。地球上的望遠(yuan)鏡將觀測這次(ci)撞擊如何影響天然小衛星及(ji)其(qi)迪迪莫斯小行(xing)星的軌道(dao),以評(ping)估“動能沖擊器(qi)”偏(pian)轉小行(xing)星策略(lue)的有xing) 浴/p>

2023年或2024年,歐(ou)洲航天局將發射(she)“赫拉”空間探測器(qi),它于兩年後(hou)進入迪迪莫斯雙(shuang)小行(xing)星系統chang)!昂綻 鄙系牧嬌(jiao)帕 叫牆 佔 泄氐系夏 剮︵xing)星的各種數據,觀察(cha)高速撞擊小行(xing)星後(hou)產生(sheng)的影響,其(qi)中的“小行(xing)星勘(kan)察(cha)器(qi)”立方星用于研究(jiu)兩jiao)判︵xing)星的內部結構和表面成分,“禹文塔(ta)斯”立方星則用于研究(jiu)天然小衛星的結構和引(yin)力場(chang)。


4 中國小行(xing)星探測  任務正在論證


嫦娥(e)2號(hao)pai)納she)的圖塔(ta)蒂(di)斯小行(xing)星。

2020年02月26日(ri),執行(xing)完探月任務的嫦娥(e)2號(hao)探測器(qi)通(tong)過變軌在深空與(yu)圖塔(ta)蒂(di)斯小行(xing)星交(jiao)會,並(bing)用星載監視相(xiang)機(ji)對該小行(xing)星進行(xing)了光學成像(xiang),這不僅是qiao)夜狀ci)實現(xian)對小行(xing)星的飛(fei)越探測,也是國際(ji)上首次(ci)實現(xian)對圖塔(ta)蒂(di)斯小行(xing)星的近距離(li)探測,使(shi)我國成為第4個探測小行(xing)星的國家(jia)。

目前,我國科學家(jia)已制定了專門的小行(xing)星探測計劃(hua),即以yuan)櫸fei)、附著、取樣返回等探測方式,對近地目kan)晷︵xing)星進行(xing)整體性探測和局部區域的分zhi)xi)。其(qi)科學目kan)晡 壕 凡(fan)舛 匭︵xing)星軌道(dao)參數、自轉參數和形狀大小等物理參數,為規(gui)避小行(xing)星撞擊地球提供科學依據;測量目kan)晷︵xing)星的形狀、大小、表面形態、自轉狀態等基(ji)本性質,繪(hui)制小行(xing)星的地形地貌圖,建立其(qi)形狀結構模型;獲取小行(xing)星整體和局部形貌bing) kuang)物含量、元素種類、次(ci)表層物質成分、空間風化層、內部結構等,為太陽系起源(yuan)與(yu)演化提供重要線索(suo);探測小行(xing)星次(ci)表層以下的有機(ji)物、水等可能的生(sheng)命信息(xi),深化生(sheng)命起源(yuan)的認(ren)識;獲取小行(xing)星臨近空間環(huan)境參數,研究(jiu)太陽風對小行(xing)星表面的空間風化作用。

據中國空間技ji)躚芯jiu)院研究(jiu)員、小天體探測項目技ji)醺fu)責人黃江川介紹,中國小行(xing)星探測任務正在進行(xing)論證工(gong)作,擬(ni)完成近地小行(xing)星伴飛(fei)、附著、取樣返回和主帶彗星近距離(li)繞飛(fei)。我國將發射(she)一個探測器(qi)環(huan)繞小行(xing)星2016HO3飛(fei)行(xing),擇機(ji)附著小行(xing)星表面、采集小行(xing)星樣品,返回地球附近釋(shi)放ou)禱夭眨  匪song)回地球。隨後(hou),探測器(qi)將繼(ji)續飛(fei)行(xing),借助地球和火(huo)星引(yin)力到達主小行(xing)星帶,對主帶彗星133P開展原位探測。

黃江川說(shuo),據地面觀測推(tui)測,小行(xing)星2016HO3自轉很快,大約ji)冑 弊 恢塴P︵xing)星結構通(tong)常較(jiao)為松(song)散(san),要在快速轉動的小天體上著陸,難度很大。完成對這個近地小行(xing)星探測後(hou),探測器(qi)還(huai)要飛(fei)往(wang)主帶彗星133P,這兩個探測任務之(zhi)間的餃接難度也不小,探測工(gong)作頗具挑戰性。 

(咸寧日(ri)報綜合) 


編(bian)輯(ji)︰hushaopeng

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