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只活17小时的德国机器人,向几亿公里外的地球传回难以置信的图片

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你好科普 2021-10-27 12:56

随着社会的发展和科技不断进步,许多国家都在不约而同地加大对太空宇宙的研究。2014年由日本、德国的合作项目——探索“龙宫”小行星逐渐拉开帷幕。

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“龙宫”小行星

其搭载的机器人虽然在目的地只存活了17个小时,但是它取得的成果令遥远的地球上科学家们感到不可思议,它究竟向地球传回了什么照片?

探索“龙宫”计划的介绍

“龙宫”小行星最早由美国林肯实验室于1995年发现,在2015年由小行星中心命名,其名来自日本民间的神话故事中海龙王在海底的宫殿,所以简称“龙宫”。日本宇宙航空研究开发机构于2014年确定了探索“龙宫”的Hayabusa 2计划,决定发射隼鸟二号探测器前往。德国相关机构被应邀共同参与该项目的研究,探测器搭载的机器人就是由德国制造完成的。

隼鸟二号探测器

在“龙宫”存活时间仅17小时的机器人名为MASCOT,它外观小巧精致,只有十公斤重,但是携带了照相机、光谱仪、磁力计和辐射计四种仪器。由于是电动型机器人,其电池只能提供十多个小时的寿命,在这期间它必须将相关的信息传输到隼鸟二号探测器上再传输回地球。MASCOT的主要任务是代替人类完成对小行星的探索,具体包括对“龙宫”的地形地貌勘查,其内部结构和行星表面的温度、磁性等。

MASCOT

隼鸟二号探测器到达“龙宫“附近后将MASCOT从51米高空抛了出去,由于其自身重量很小所以不会造成太大损伤。在下落过程中,MASCOT运用自身的照相机功能并拍摄了20张照片,让我们了解到这颗小行星的表面犹如黑白照片,只有一些轻微起伏的山脉和厚重的尘埃,远不及地球充满色彩。

为什么选择用机器人代替人类对“龙宫“进行探索?

首先我们要解释一下为什么要探索小行星。小行星是太阳系中的一些小型天体,有一部分由太阳系形成时期就由微行星演变而来,历史悠久,所以科学家们想要了解太阳系形成的相关问题时可以从这些小行星下手。

而“龙宫”就是产生于太阳系形成初期的小行星,位于地球附近,因为在从“龙宫”形成到至今它都没有和星体发生物质交换,所以它的物质与46亿年前刚刚组成太阳系的物质相似度极高,它是最合适的探测对象。“龙宫”距离地球较近,且它的直径仅为一公里,是真正意义上的“小”行星。MASCOT机器人不能像其他太空机器人一样持续移动,只能通过轻微地跳跃前进,所以“龙宫”的环境刚好适合MASCOT的探测范围。

龙宫表面的模样

还有就是MASCOT要帮助隼鸟二号。隼鸟二号的第一个任务是对“龙宫”进行全身拍照,同时收集各项数据。第二个任务是需要登陆龙宫小行星并采集地面上的土壤、尘埃以及地下的岩石样本。想完成这两个工作仅靠自身力量是不行的,所以就需要MASCOT的帮助。

龙宫地质样本

那为什么不能是人类登上龙宫而是用机器人代替呢?,第一是人力完成探索工作的难度比较大,造价也很高。对人类来说,到达小行星进行勘察极具挑战,航天员的培养周期既长又有难度,不能短期速成。第二是成本过高。人类要到达太空花费巨大,更不用说还要到达遥远的小行星当中了,动辄几十亿的成本问题一直是人类进行太空探索任务的重大阻碍因素。第三对于人类来讲,未知的环境里存在着太多的危险。

舱外航天服花费巨大

使用机器人可以帮助我们探索到一些遥远又难以到达的地方并且执行高难度的探测任务,也保护了人类的生命安全。

机器人17个小时内探索到了什么?

MASCOT最终出色地完成了任务,它的工作时间比科学家预计的十六个小时的电池寿命还多一个小时, 在MASCOT工作的17小时里,虽然连地球上的一天都不到,但是在“龙宫”上却相当于存在了两天半。这是因为根据它拍摄照片的时间可以推算出“龙宫”的一天一夜大约为地球上的7小时36分钟,比我们地球的一天一夜要短三分之一。尽管它是一个直径只有一公里的小行星,但也存在着昼夜交替现象。

龙宫上的时间更快

开头提到Mascot在下降的20分钟里一共拍摄了20张照片,向我们展示了一个孤寂无声,没有色彩的星球的面貌。在Mascot传回的第一张照片中,我们可以观察到其地形是凹陷的,并不是我们在地球所观察那么的圆润;通过MASCOT采集回来的土壤,我们大致能够看到它像是被磨成粉的碳末组成的地质结构,经过检测令科学家们大为震惊。居然发现了水分,证明了我们的地球存在的水分并不是偶然,宇宙中出现其他生命的几率大大增加。

地表形态

此前科学家们通过观测曾认为龙宫小行星上可能含有水分,通过对采集到的小行星沙土样本可知这些水大部分以固态冰的形式存在于小行星之上,如果表面温度超过零度这些固态冰就会转化为液态水或水蒸气。但正是由于对这些小行星构造的研究才发现宇宙中是普遍存在水的。但是根据科学家们之前的推测“龙宫”沙土中应该有有机物的,但是经过检测这沙土中并没有有机物。

表面岩石存在水分

除上述任务以外,还有一项是根据探测的结果推测其对地球的威胁性如何,会不会撞向地球。经过它们的探测,龙宫小行星与地球的距离在15亿到6亿公里左右,一般认为只有距离地球750万公里以内的小行星才会有较大的撞击威胁,所以推测其暂时不会对地球造成影响。

结语

隼鸟二号和MASCOT的出色表现让我们对未来向外探索充满期待,越来越多拥有尖端技术的机器人会代替我们去探测宇宙。科学家们不断通过高科技技术解开更多关于人类起源和生存的谜题,只要我们相信科学,对科技充满信心,在不久的将来人类对地球外的认知一定会愈加熟悉。

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