3亿公里外,只活17个小时的探测器向地球传回令人难以置信的图片( 二 )


“龙宫”日本对小行星的执着探索其实并不无道理 , 在研究宇宙形成起因和太阳系的历史中 , 小行星可以说是宇宙中的“时间胶囊” 。 它们大多是太阳系行星或者其他星系形成期间留下的碎片 , 上面保留着星系形成之初的原始数据 , 对于生命起源的研究来说 , 这是十分重要的 。

由于小行星自身不发光 , 其运行的轨道踪迹大多比较零散杂乱 。 即便用天文望远镜来观看 , 这类小行星也只是一个微弱的亮点 , 所以想要搜寻合适的小行星进行探索比较困难 。
在小行星的分类中 , C型小行星是一种含碳的小行星 , 从结构上看十分普通 , 在宇宙中存在也是最广泛的 , 约占已知小行星的75% 。 除了含有水冰、硅酸盐的D型小行星外 , 在实际存在的小行星比例里 , 由于小行星体的自身黯淡 , C型小行星更深入天体主带外缘 , C型小行星的存在比例还可能会更高 。

这类小行星的化学组成与原始的太阳星云几乎一样 , 都有水合矿物 , 其科研意义十分深远 。 1999年5月 , 美国林肯近地小行星研究发现了一颗小行星 , 并命名为1999 JU3 。 这颗小行星的轨道主要在地球与火星之间 , 近地点在280万公里 , 最远达到3亿公里左右 。 通过对这颗小行星的数据观测发现 , 该小行星在某个时刻有与水接触过 , 也适合往返探测 。
JAXA在隼鸟1号中虽然有探测过“丝川”这种S型小行星 , 但丝川的组成基本都是杂乱的岩石 。 对于新发现的1999 JU3来说 , 有过水存在的踪迹无疑显得更特殊 。 在后来JAXA正式着手这一探测项目后 , 便把这颗小行星改名为“龙宫” 。

正式探测JAXA的隼鸟1号在发现“丝川”后 , 成功带回了其样本 。 隼鸟1号的成功为JAXA后续的可能任务提供了大量经验 , 在后来由于预算导致的延迟发射让隼鸟2号有了更多的改进 , 同时还获得了NASA以及德国航空航天中心的团队支持 , 其中就包含高频增益的Ka波段天线和撞击器 。
在探测的整体思路上面 , 由于对象是小行星 , 引力非常小 , 要想着陆考察有着不小的难度 。 龙宫仅有1公里的直径 , 在相对运动的状态下 , 需要一个稳定的姿态来让探测器降落 。

隼鸟2号的姿态确定控制系统与推进系统能够很好地保持、矫正飞行器的姿态 , 光学导航系统除了用于监测小行星地表外还能辅助飞行器勘测地面 。 有了这些科学仪器的帮助 , 隼鸟2号便不用担心各种探测器降落出现各种问题 。
在探测器上 , JAXA受到来自德国航空航天以及日本大学的帮助 , 共同设计创造出了一个着陆器侦察机 。 着陆器被命名为“MASCOT” , 其目的是提供背景科学数据 , 用以完善补充隼鸟2号的遥感数据 。 另外MASCOT提供的地面信息是以微观尺度进行 , 能够提供一组特殊的数据 。

在行动方案上 , MASCOT有着脑洞大开的方式 。 它被设计成了一个方形的盒子 , 重量在11千克 , 通过隼鸟2号的轨道滑出到龙宫后 , 便以滚动的方式运行 。 着陆器里面装有一个摆锤 , 通过自身摆动进行姿态运动 , 由于龙宫的引力十分小 , MASCOT可以轻松地在上面“打滚” 。 不过在续航方面 , 着陆器原本只设计了12小时的工作时间 , 但着陆后靠着仅有的电池完成了17小时的探测 。

数据传回在观察方面 , 探测仪携带了近红外光谱仪 , 可用于监测小行星地面的水合矿物 。 如果该小行星的区域有这类物质成分 , 那么探测区域的反射光被光谱仪分解后 , 便能够通过仪器的波谱分析出来 。
根据仪器探测返回的结果来看 , “龙宫”上面只有很窄的位置有V型吸收反应 。 虽然吸收反应有显示羟基存在 , 但龙宫上面的吸收特征微弱 , 换句话来说 , 龙宫的水迹存在非常少 。 这很有可能是因为龙宫作为一个小型天体 , 在数亿年间经受了各种冲击变质 , 龙宫的水在这个过程中加热散失掉了 。

在MASCOT传回的其图片中 , 能够清楚地看到龙宫的地表有很多凹陷部位 , 地面有大量的粉末碳 。 另外还可以看到着陆器的影子 , 从拍摄时间还能够推算出龙宫的昼夜交替在七个半小时左右 。 有了这些数据 , 研究人员推断在龙宫的早期运动状态中 , 是有可能孕育出生命的 , 但在长期的撞击中水分不断损失 , 最后成为了今天我们所熟知的样子 。

在龙宫的本源上 , 科学家们通过光谱分析得知龙宫并不是一次性形成 , 而是存在多次撞击分裂导致 。 龙宫的原始数据和轨道痕迹表明了它也许来自同一颗小行星母体 , 龙宫只是其中的碎片之一 。

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