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來(lai)源︰咸寧網 時(shi)間︰2020-02-23 02:56

最近,歐(ou)洲航(hang)天局正式宣(xuan)布,將與(yu)美國航(hang)空航(hang)天局共同進(jin)行人(ren)類首(shou)個(ge)全面的(de)小行星防御演示任(ren)務(wu)——“小行星撞擊和偏離(li)評估(gu)”項目。

事(shi)實上,近年(nian)來(lai)關于小行星的(de)各種探測項目都十(shi)分zhi)huo)躍。據介(jie)紹,中國小行星探測任(ren)務(wu)也(ye)正在進(jin)行論證(zheng)工作(zuo),擬(ni)完成近地(di)小行星伴(ban)飛(fei)、附著、取樣返回和主帶彗星近距(ju)離(li)繞飛(fei)。

美歐(ou)共同實施的(de)“小行星撞擊和偏離(li)評估(gu)”項目示意圖(tu)。右上是歐(ou)洲的(de)“赫拉”空間探測器,左下是美國的(de)“雙小行星重定向測試”空間探測器。


1 行星探測為(wei)何受青(qing)睞


小行星探測之所以在最近幾年(nian)受到世界上一些國家的(de)重視,是因為(wei)隨著科學技(ji)術(shu)的(de)飛(fei)速發(fa)展,科學家們越來(lai)越認識到探測小行星具有(you)十(shi)分重要的(de)意義。

探測小行星能揭(jie)示生命起源,促進(jin)基(ji)礎科學發(fa)展。因為(wei)小行星是46億(yi)年(nian)前太(tai)陽系形成時(shi)殘(can)留(liu)下來(lai)的(de)初始行星體,保存了太(tai)陽系形成時(shi)的(de)大量珍貴信(xin)息。探測小行星qiang)扇鮮短(duan) 糲檔(dang)de)最初物質shou)槌桑 玫di)研究太(tai)陽系dang)de)形成和演化。

探測小行星能促進(jin)太(tai)空工業發(fa)展。據悉,每年(nian)有(you)900多顆小行星與(yu)地(di)球(qiu)擦身而過,其中不少蘊藏鉑、鈷(gu)、銠、銥、鋨等ri)湎】jin)屬和鐵、鎳(nie)等礦產資源,它們qiang)梢猿晌wei)潛在的(de)“地(di)外礦藏”。

探測小行星能為(wei)保護地(di)球(qiu)安全,建設行星防御體系dang)於 ji)礎。探測近地(di)小行星,深入了解近地(di)小行星的(de)運(yun)動及屬性,有(you)利于研究、開(kai)發(fa)出(chu)防止近地(di)小行星撞擊地(di)球(qiu)的(de)新方法和tu)ji)術(shu),包括驗證(zheng)軌道(dao)偏轉等小天體防御技(ji)術(shu)的(de)可行性,為(wei)地(di)球(qiu)自身的(de)安全做好預測和防範,避免人(ren)類重蹈當年(nian)小行星撞擊地(di)球(qiu)造(zao)成恐龍滅絕的(de)災難(nan)性yuan)蠊/p>

探測小行星還能成為(wei)深入探索(suo)太(tai)空的(de)基(ji)石。小行星qiang)勺zuo)為(wei)載人(ren)登火星的(de)中轉站,因為(wei)小行星引力小,從那(na)里(li)出(chu)發(fa)去深空其他星球(qiu)比較(jiao)容易。另(ling)外,其上有(you)豐(feng)富的(de)水資源,它可直(zhi)接用(yong)于航(hang)天員生活(huo)或分解成氧和氫,供航(hang)天員呼吸或作(zuo)為(wei)星際飛(fei)船的(de)燃料使用(yong),幫(bang)助人(ren)類探索(suo)更遙(yao)遠(yuan)的(de)太(tai)空世界。

小行星探測是qiang)佔涮剿suo)的(de)前沿熱點,同時(shi)也(ye)是高門檻的(de)深空探測任(ren)務(wu)。小行星形狀不規則,平均直(zhi)徑dun)zhi)有(you)千米量級,地(di)貌復(fu)雜,引力微弱(ruo),表面溫(wen)差(cha)大。探測難(nan)點是“微弱(ruo)引力、未知環境不確(que)定”等。近年(nian)來(lai),全球(qiu)掀起了小行星探測的(de)新熱潮,由此促進(jin)了小行星探測新技(ji)術(shu)的(de)爭奇斗艷。


2 美日(ri)已(yi)經(jing)先行一步


探測灶神(shen)星和谷神(shen)星的(de)美國“黎明”探測器示意圖(tu)

隼(sun)鳥2號登陸(lu)龍宮小行星想象圖(tu)。

從20世紀90年(nian)代至今,美國和日(ri)本已(yi)先後研制和發(fa)射了多個(ge)專用(yong)小行星探測器。它們采(cai)用(yong)繞、落、回的(de)方式對目kan)晷︵行牆jin)行了較(jiao)為(wei)細致的(de)探測,獲得了大量有(you)價值dang)de)科學數據。

早在1996年(nian),美國就率先que)fa)射了世界首(shou)個(ge)小行星探測器“尼爾”(意譯為(wei)“近地(di)小行星交會”)探測器。它于2000年(nian)進(jin)入愛神(shen)星小行星軌道(dao),這是人(ren)類航(hang)天器首(shou)次(ci)成功地(di)進(jin)入圍繞小行星運(yun)行的(de)軌道(dao)。“尼爾”用(yong)相機、激光(guang)測距(ju)儀(yi)和無線電科學實驗設備(bei)等儀(yi)器,確(que)定了愛神(shen)星的(de)尺(chi)寸、質量、密度和磁(ci)場(chang)及岩(yan)石成分。在探測任(ren)務(wu)結束之際,“尼爾”于2001年(nian)首(shou)次(ci)wo)雜滄怕lu)jiang)de)方式降(jiang)落到愛神(shen)星的(de)表面,結束了長達(da)5年(nian)的(de)太(tai)空之旅。在這5年(nian)中,“尼爾”繞愛神(shen)星飛(fei)行了1年(nian),共拍攝了16萬(wan)幅圖(tu)片,搜集(ji)了比科學家原先計劃多10倍(bei)的(de)數據,大大超(chao)過了預期。

日(ri)本也(ye)不甘shi)救ruo),于2003年(nian)發(fa)射了“隼(sun)鳥”小行星探測器。它于2005年(nian)飛(fei)抵離(li)?川(chuan)小行星20千米的(de)預定軌道(dao),觀測?川(chuan)小行星表面情(qing)況,收集(ji)其成分和地(di)形數據。此後又(you)兩次(ci)成功在?川(chuan)小行星表面短(duan)時(shi)間著陸(lu),采(cai)集(ji)其表面的(de)岩(yan)石樣本。其采(cai)樣方式是通過著陸(lu)時(shi)產生的(de)撞擊,吸入飛(fei)濺起來(lai)的(de)碎石。最終,“隼(sun)鳥”攜帶小行星樣品于2010年(nian)返回地(di)球(qiu),使日(ri)本成為(wei)世界上首(shou)個(ge)擁有(you)在月球(qiu)之外的(de)原始小天體上著陸(lu)、取樣並攜帶其樣品返回地(di)面技(ji)術(shu)的(de)國家。

美國則在2007年(nian)發(fa)射了首(shou)個(ge)用(yong)離(li)子推進(jin)器完成實用(yong)型科學探測任(ren)務(wu)的(de)“黎明”小行星探測器,玩兒了一個(ge)“一石二鳥”,即分zhi)鷯011年(nian)和2015年(nian)先後探測2顆小行星——灶神(shen)星和谷神(shen)星。目前,“黎明”仍在谷神(shen)星軌道(dao)運(yun)行。

日(ri)本在2014年(nian)12月4日(ri)又(you)發(fa)射了隼(sun)鳥2號小行星探測器。它是更先進(jin)的(de)小行星取樣返回探測器,探測目kan)曄橇 ︵行牽 蛭wei)該小行星上可能有(you)含有(you)機物質和水的(de)岩(yan)石。

隼(sun)鳥2號采(cai)用(yong)了別(bie)開(kai)生面的(de)轟擊小行星表面的(de)技(ji)術(shu),來(lai)探測小行星的(de)內部,進(jin)一步確(que)認龍宮上含礦物質、水和有(you)機物的(de)情(qing)況。它于2018年(nian)6月lu)jin)入龍宮小行星軌道(dao)後,先對該小行星進(jin)行近距(ju)離(li)詳(xiang)細觀測。接著,向小行星表面投(tou)放跳(tiao)躍式巡視器和小型著陸(lu)器。然後,對小行星表面進(jin)行采(cai)樣。“隼(sun)鳥”只(zhi)采(cai)集(ji)了10毫克樣品,隼(sun)鳥2號擬(ni)采(cai)集(ji)100毫克以上樣品。後者在龍宮附近運(yun)行1年(nian)半,完成任(ren)務(wu)後,已(yi)于2019年(nian)11月飛(fei)離(li)龍宮;再用(yong)約1年(nian)時(shi)間,即2020年(nian)末返回地(di)球(qiu)。

2016年(nian)9月9日(ri),美國首(shou)個(ge)小行星采(cai)樣返回探測器——“奧西(xi)里(li)斯-雷(lei)克斯”升空,目kan)曄嵌員磁(ci) ︵行牆jin)行采(cai)樣返回探測。它于2018年(nian)8月抵達(da)貝ci)   諢啡票磁(ci) de)軌道(dao)上對其進(jin)行全球(qiu)表面成像觀測,展開(kai)為(wei)期兩年(nian)的(de)科學研究。美國已(yi)于2019年(nian)12月選定了貝ci) ︵行遣cai)樣點,在2020年(nian)8月,該探測器將使用(yong)機械臂(bi)末端(duan)shuo)de)采(cai)樣器采(cai)集(ji)60克至2千克shuo)de)貝ci) 礱娣緇 閶罰023年(nian)把樣品帶回地(di)球(qiu)供科學家yi)芯俊1磁(ci) 歉惶夾︵行牽 蒲?以?庹飪判︵行竊169年(nian)-2199年(nian)間撞擊地(di)球(qiu)的(de)概率為(wei)0.071%,撞擊地(di)球(qiu)的(de)危(wei)險(xian)性目前排在第二位。


3 美歐(ou)合作(zuo)實施防lei)不饗金/strong>


歷史fei)顯fa)生過多次(ci)小行星撞擊地(di)球(qiu)的(de)事(shi)件,向地(di)球(qiu)人(ren)敲響(xiang)了警鐘(zhong),要加速研究如何防止近地(di)小行星撞擊地(di)球(qiu)的(de)方法和tu)ji)術(shu),因為(wei)小行星撞擊地(di)球(qiu)是世界四(si)大突發(fa)巨大災難(nan)之一,早晚(wan)有(you)一天會猛烈撞擊地(di)球(qiu)。為(wei)此,科學家很早就開(kai)始研究如何防止小行星撞擊地(di)球(qiu)。

今年(nian)11月,歐(ou)洲航(hang)天局正式簽署協(xie)議,將與(yu)美國聯(lian)手實施人(ren)類首(shou)個(ge)全面的(de)行星防御演示任(ren)務(wu)——“小行星撞擊和偏離(li)評估(gu)”的(de)項目。

其初步計劃是,美國在2021年(nian)7月發(fa)射“雙小行星重定向測試”空間探測器,它于2022年(nian)10月到達(da)迪(di)迪(di)莫斯雙小行星系統(由一顆直(zhi)徑775米的(de)迪(di)迪(di)莫斯小行星和一顆直(zhi)徑為(wei)165米的(de)天然小衛星組成),隨後俯沖(chong)撞擊其中的(de)天然小衛星。地(di)球(qiu)上的(de)望遠(yuan)鏡將觀測這次(ci)撞擊如何影響(xiang)天然小衛星及其迪(di)迪(di)莫斯小行星的(de)軌道(dao),以評估(gu)“動能沖(chong)擊器”偏轉小行星策略的(de)有(you)效性。

2023年(nian)或2024年(nian),歐(ou)洲航(hang)天局將發(fa)射“赫拉”空間探測器,它于兩年(nian)後進(jin)入迪(di)迪(di)莫斯雙小行星系統chang)!昂綻 鄙系de)兩顆立(li)方星將收集(ji)有(you)關迪(di)迪(di)莫斯小行星的(de)各種數據,觀察高速撞擊小行星後產生的(de)影響(xiang),其中的(de)“小行星qiang)輩炱鰲繃li)方星用(yong)于研究兩顆小行星的(de)內部結構和表面成分,“禹(yu)文塔斯”立(li)方星則用(yong)于研究天然小衛星的(de)結構和引力場(chang)。


4 中國小行星探測  任(ren)務(wu)正在論證(zheng)


嫦娥2號拍攝的(de)圖(tu)塔蒂斯小行星。

2012年(nian)12月13日(ri),執行完探月任(ren)務(wu)的(de)嫦娥2號探測器通過變軌在深空與(yu)圖(tu)塔蒂斯小行星交會,並用(yong)星載監視相機對該小行星進(jin)行了光(guang)學成像,這不僅是qiao)夜(ye)shou)次(ci)實di)佷孕︵行塹de)飛(fei)越探測,也(ye)是國際上首(shou)次(ci)實di)佷醞tu)塔蒂斯小行星的(de)近距(ju)離(li)探測,使我(wo)ye)晌wei)第4個(ge)探測小行星的(de)國家。

目前,我(wo)ye)蒲?乙yi)制定了專門的(de)小行星探測計劃,即以yuan)櫸fei)、附著、取樣返回等探測方式,對近地(di)目kan)晷︵行牆jin)行整體性探測和局部區域的(de)分析(xi)。其科學目kan)晡wei)︰精確(que)測定近地(di)小行星軌道(dao)參(can)數、自轉參(can)數和形狀大小等ren)錮聿can)數,為(wei)規避小行星撞擊地(di)球(qiu)提供科學依據;測量目kan)晷︵行塹de)形狀、大小、表面形態、自轉狀態等基(ji)本性質,繪(hui)制小行星的(de)地(di)形地(di)貌圖(tu),建立(li)其形狀結構模型;獲取小行星整體和局部形貌、礦物含量、元素種類、次(ci)表層物質成分、空間風化層、內部結構等,為(wei)太(tai)陽系起源與(yu)演化提供重要線索(suo);探測小行星次(ci)表層以下的(de)有(you)機物、水等可能的(de)生命信(xin)息,深化生命起源的(de)認識;獲取小行星臨近空間環境參(can)數,研究太(tai)陽風對小行星表面的(de)空間風化作(zuo)用(yong)。

據中國空間技(ji)術(shu)研究院(yuan)研究員、小天體探測項目技(ji)術(shu)負(fu)責人(ren)黃江川(chuan)介(jie)紹,中國小行星探測任(ren)務(wu)正在進(jin)行論證(zheng)工作(zuo),擬(ni)完成近地(di)小行星伴(ban)飛(fei)、附著、取樣返回和主帶彗星近距(ju)離(li)繞飛(fei)。我(wo)ye) fa)射一個(ge)探測器環繞小行星2016HO3飛(fei)行,擇機附著小行星表面、采(cai)集(ji)小行星樣品,返回地(di)球(qiu)附近釋放ou)禱夭眨  匪突氐di)球(qiu)。隨後,探測器將繼續飛(fei)行,借助地(di)球(qiu)和火星引力到達(da)主小行星帶,對主帶彗星133P開(kai)展原位探測。

黃江川(chuan)說(shuo),據地(di)面觀測推測,小行星2016HO3自轉很快,大約半小時(shi)轉一周。小行星結構通常較(jiao)為(wei)松(song)散,要在快速轉動的(de)小天體上著陸(lu),難(nan)度很大。完成對這個(ge)近地(di)小行星探測後,探測器還要飛(fei)往主帶彗星133P,這兩個(ge)探測任(ren)務(wu)之間的(de)餃接難(nan)度也(ye)不小,探測工作(zuo)頗具挑戰(zhan)性。 

(咸寧日(ri)報綜合) 


編輯︰hushaopeng

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