隼鸟2号展示了日本不可小觑的航天实力

【文/ 观察者网专栏作者 李会超】

日本漫游车登陆小行星 旨在研究地球和其他行星起源及演化

2月22日,由日本研制发射的隼鸟2号探测器在龙宫小行星表面成功完成了首次着陆,并按照计划在着陆后飞离了小行星表面。

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3月5日,日本宇宙航空开发机构在youtube上发布了这次着陆过程的视频画面。比起“前辈”隼鸟号一波三折的探测经历,隼鸟2号的探测到目前为止进行的相当顺利,包括释放着陆器在内的一系列计划工作都得以正常实施。

在投放漫游车期间,隼鸟2号的影子映射在小行星“龙宫”上。图片来源:JAXA

如果一切正常,隼鸟2号将有望为我们带来“龙宫”小行星上的样品,为小行星和太阳系起源研究提供无可替代的珍贵研究样本。同时,隼鸟2号、隼鸟号等科学计划,也从一个方面展示了日本不容小觑的航天实力。

本报讯
日本的小行星探测器隼鸟2号已经成功地将它的第一批两辆漫游车发射到目标小行星“龙宫”的表面,并在那里展开探测。

小行星探测多面手

当隼鸟2号探测器降落到距离“龙宫”表面只有55米的最低高度时,它释放了两辆漫游车,分别叫做MINERVA-II
1A和MINERVA-II 1B,之后又顺利返回位于“龙宫”上空20千米处的观测点。

隼鸟2号是由日本宇宙航空开发机构研制的小行星探测器。它于2014年12月3日在日本种子岛宇宙中心,由日本三菱重工设计制造的H2A型运载火箭发射升空,开始了奔赴龙宫小行星的旅程。

据日本宇宙航空研究开发机构的消息称,两辆漫游车是9月21日投放的,并在22日晚获得证实已成功着陆小行星“龙宫”,目前状况良好,正在发送照片和其他数据。对照片等的分析显示,两辆漫游车正在“龙宫”表面移动。

【文/ 观察者网专栏作者 李会超】

这两辆六边形的漫游车上装载了照相机,每一辆重1.1千克,直径18厘米,高7厘米。它们不是采用常规轮式或履带式行驶,而是利用旋转电机在小行星表面跳跃,由于失重的原因,每一次跳跃将持续约15分钟。

2月22日,由日本研制发射的隼鸟2号探测器在龙宫小行星表面成功完成了首次着陆,并按照计划在着陆后飞离了小行星表面。

漫游车的设计是为了拍摄小行星的图像,同时,它们装载的传感器则可以测量“龙宫”的温度。

3月5日,日本宇宙航空开发机构在youtube上发布了这次着陆过程的视频画面。比起“前辈”隼鸟号一波三折的探测经历,隼鸟2号的探测到目前为止进行的相当顺利,包括释放着陆器在内的一系列计划工作都得以正常实施。

在明年离开“龙宫”小行星之前,隼鸟2号探测器将会再释放两辆漫游车,时间大约是在10月下旬。同时该探测器自己也会在“龙宫”表面着陆,首次尝试采集岩石样本,之后还将反复开展飞离观测及着陆采样,最终将样本带回地球。

如果一切正常,隼鸟2号将有望为我们带来“龙宫”小行星上的样品,为小行星和太阳系起源研究提供无可替代的珍贵研究样本。同时,隼鸟2号、隼鸟号等科学计划,也从一个方面展示了日本不容小觑的航天实力。

科学家希望,研究这颗由早期太阳系的原始材料构成的1千米宽的小行星,将帮助他们了解地球和其他行星的起源和演化。

小行星探测多面手

隼鸟2号探测器之前于6月27日顺利抵达“龙宫”上空20千米处的预定观测点。

隼鸟2号是由日本宇宙航空开发机构研制的小行星探测器。它于2014年12月3日在日本种子岛宇宙中心,由日本三菱重工设计制造的H2A型运载火箭发射升空,开始了奔赴龙宫小行星的旅程。

人类历史上第一个小行星采样探测器是2003年日本发射的隼鸟号,它于2010年成功将“丝川”小行星的一些物质微粒送回地球。

隼鸟2号的重量为609公斤,在探测器家族里并不算特别大,但它却拥有遥感、巡视和取样探测等三方面的内容。隼鸟2号上安装了四台遥感成像仪器。其中,光学导航相机与我们一般概念中的摄像机的工作原理基本相似,在隼鸟2号飞行和着陆的过程中承担探测器“眼睛”的任务,用所拍摄的图像为飞船导航。而近红外光谱仪、热红外成像仪等科学仪器,则可以利用肉眼无法识别的红外信号,对龙宫小行星表面的物质成分和温度进行探测。此外,还有一台光学雷达,可以向小行星表面发射激光,通过测量激光反射回探测器所需的时间获取小行星的地形地貌数据。

隼鸟2号探测器于2014年12月从日本鹿儿岛县种子岛宇宙中心发射升空,预计将在“龙宫”附近逗留约1年半,2020年返回地球。

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小行星“龙宫”的直径大约是小行星“丝川”的3倍,但仅为欧洲空间局“罗塞塔”号探测器于2014年和2016年拜访的彗星67P/Churyumov-Gerasimenko的1/4。它被认为存在含有水和有机物的岩石,与约46亿年前地球诞生时的状态相近。科学家希望通过分析采集到的“龙宫”样本,解答太阳系形成和生命起源的若干谜题。

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“龙宫”是一颗“C型”小行星,它的表面比小行星“丝川”暗,而后者是一颗“S型”小行星。

在嫦娥四号探测月球的过程中,嫦娥四号着陆之后就释放出了玉兔二号巡视器,通过不断在月球表面移动的方式对不同位置的月壤、月岩进行探测。玉兔二号这种靠轮子的转动在月球表面移动的巡视器,和机遇号、勇气号等进行行星探测的着陆器工作方式类似,也是大部分读者心目中的巡视器的模样。

对“龙宫”岩石的化学和同位素分析——由隼鸟2号探测器的着陆器在太空中以及随后在地面实验室中完成——可以帮助解释地球,特别是水的起源。许多研究人员认为,地球的海洋是由富含水的小行星或彗星撞击形成的。

但隼鸟2号上携带的小行星巡视器,却采用了另一种有趣的移动方式:他们并没有安装轮子,想要移动时就要像蛤蟆一样在小行星上从一个地方跳跃到另一个地方。以最先着陆的MINERVA-II-1编队中的两台巡视器为例,这两个圆柱状的小家伙直径约为18厘米,高约为7厘米(大概和川菜馆用来盛毛血旺、水煮肉片的那种大碗差不多大),一次跳跃大概需要15分钟,能使他们移动约15米。它们“蹦跶”的动力也并非来自巡视器的“腿”。实际上,图片中看到的那些看起来像是”腿”的装置,实际上是巡视器的温度探测器。而巡视器跳跃的动力来自于其内部的飞轮产生的力矩,通过改变力矩的方向和大小可以控制跳跃的速度和方向。

除了隼鸟2号探测器外,美国2016年发射的奥西里斯-REx探测器预计将于今年8月抵达小行星“贝努”,然后于2020年飞临小行星表面取样,2023年将样本送回地球。

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《中国科学报》 (2018-09-25 第2版 国际)

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MINERVA-II-1编队的两台巡视器

之所以采用这样一种有些呆萌可爱的“蹦跶”设计,是因为龙宫小行星的重力场相比月球和火星实在是太微弱了。如果使用轮子进行移动,可能轮子一转动,产生的力就足以让巡视器在小行星表面漂浮起来,反而无法有效对移动进行控制。已经在龙宫小行星表面着陆的MINERVA-II-1编队中的两台巡视器可以利用安装的相机对小行星表明进行立体成像,还能对小行星表面的温度进行实地探测,目前仍在正常工作。由日德合造的MASCOT巡视器也和隼鸟2号一起到达了龙宫小行星,但这台能够探测多种物理量的巡视器安装的却是一次性电池。2018年10月3日,MASCOT着陆后按照计划开机并正常工作了17个小时,便彻底的休息了。今年7月,最后一台MINERVA-II-2巡视器将最后到达龙宫小行星表面,对小行星表面的土壤特性开展研究。

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