干得漂亮!美飞船短暂触碰3.33亿公里外小行星,完成采矿任务

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北京时间10月21日凌晨,当我们还在酣睡之时,3.33亿公里外的美国飞船OSIRIS-REx号按预定计划执行了一次小行星采矿任务,慢慢接近小行星贝努,4个多小时后短暂触碰小行星表面,快速收集尘埃和小岩石,然后迅速提升高度,整个过程一气呵成,犹如“蜻蜓点水”一般,堪称完美。

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干得漂亮!美国飞船完成小行星采矿任务,用美国宇航局专家一句话来形容:OSIRIS-REx号完成了令人难以置信的壮举,10月21日凌晨1:50,OSIRIS-REx号启动化学推进器,向贝努飞去,在接近过程中,顺便完成了长达3.35米采样臂的伸展,将“即取即送”样品采集器(TAGSAM)放在了最下方。

OSIRIS-REx号中文名为奥西里斯-雷克斯号,21日5时50分左右,OSIRIS-REx号抵达了125米高度,已经非常接近小行星了,推进器再次启动,执行“检查点”机动,其目的是让飞船停下来,悬停小行星上方,方便进行水平移动,其目的是让样品采集器(TAGSAM)精准对准“夜莺”采样点,为即将到来的采矿做准备。

“检查点”机动时长约为10分钟,10分钟后推进器第三次启动,以极慢速度下降,并与小行星旋转相匹配,要知道小行星贝努自转周期为4.29小时。11分钟之后,飞船经过一个相当于两层楼高的巨石“末日之山”上方,然后成功在贝努北半球只有小型停车场那大的“夜莺”采样点着陆。

按照原计划,美国飞船与小行星贝努的接触极其短暂,时长不足10秒,其中包括了两项最重要操作,释放一股压缩氮气冲击小行星表面,让尘土和碎石满天飞舞,样品采集器则趁机收集样品,然后,飞船按计划好的路线,迅速提升高度,返回原来轨道。

尽管采矿全过程由OSIRIS-REx号自动控制,没有现场视频可观看,但实时数据表明样品采集器成功接触了地面并发射了压缩氮气,OSIRIS-REx工程师还确认,飞船与小行星表面接触后不久,便启动了推进器并安全撤离了小行星,完成了一次难度很大的小行星采样任务。

接下来,OSIRIS-REx团队将确定样品采集器中的样品数量,原计划是不少于60克,时间大约需要一周,由于太空没有重量,所以无法进行称重,不过可以使用以下两种方法对样品数量进行测量。一种测量方法是使用SamCam相机记录整个样品收集过程,从而确定有多少灰尘和石头进入收集器,不过这种方法也有一个致命缺点,需要光照条件适合。

另一种测量方法是,通过确定航天器“惯性矩”的变化来确定样品多少,在外太空中,质量越大,那么它的惯性就越大。这种测量方法需要样品采集器伸到飞船侧面,然后启动推进器,慢慢旋转飞船,让样品采集器在一个平面上旋转,通过张力来感知样品采集器内样品质量。

飞船收集到样品多少直接关系到,飞船是否还会执行第2次采样任务,如果达到60克,那么连同采集器一起会被存放进样本返回舱(SRC)中,航天器将于2021年3月开始返回地球,如果样品不足60克,将计划于2021年1月12日再次执行采样任务,采样点将改为“鱼鹰”。

美国飞船完成了一次难度很大的小行星采矿任务,在人类航天史上,能执行这样高难度任务次数并不多,截止到现在也只有三次,2005年11月,日本隼鸟1号飞船首次降落在小行星“丝川”上,成功收集1500粒岩石,2019年2月,日本隼鸟2号飞船短暂触碰小行星龙宫并获得样品,现在OSIRIS-REx号再次取得小行星贝努样品。有趣的科学探索内容请关注唯一微信公众号:有趣探索

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