再看贝努小行星最后一眼 欧西里斯探测器将完成回地球前终极飞掠

NASA的首台小行星探测器欧西里斯号(OSIRIS-REx,又被称作奥西里斯号、冥王号)在去年10月20日成功攫取到超过1公斤重的贝努小行星样品后,便一直潜伏在该小行星的轨道周围,等待返回地球的时机。进入2021年3月后,欧西里斯号返回地球的时间窗口打开,这个窗口将会持续到5月份,而NASA的科学家们最终确定5月10日为探测器再次点火变轨、返回地球老家的日子。原因是这一天启动所需要的推力最小,返回地球的轨道也越简单。现在离探测器踏上归程还有一个月的时间,按理说就应该老老实实呆在贝努附近的轨道上按兵不动,但科学家们却突发奇想,让探测器返回地球前再返回贝努小行星看上最后一眼。

欧西里斯号再访贝努小行星

科学家们认真评估了再次飞掠贝努小行星的风险,他们认为最后再执行一次距贝努表面3.7公里的飞掠任务是非常安全的,况且欧西里斯探测器还拥有足够的燃料。这次飞掠的主要目的是要对贝努进行重新的拍照和3D建模,以及拍摄取样后取样点表面的形态变化,获得更多研究贝努小行星的数据资料。这项最后的飞掠任务将在4月7日启动,探测器将飞回至距离小行星只有3.2-3.7公里的上空,花6小时重新对贝努进行360度成像,就像2019年初刚刚抵达时的动作一样。然后探测器会着重拍摄去年10月探测器机械臂取样点的情况。科学家们预期会拍到一幅至少有5个撞击坑的图片——包含了采样机械臂的作用和多台反推发动机的影响。

探测器采样后采样头动图

探测器会将取得的数据迅速回传到地球,科学家们将对采样前后贝努小行星的形态变化进行对比和分析,确定采样对小行星的影响以及贝努的结构情况。此后欧西里斯号探测器将再次静默一直到5月10日点火脱离贝努小行星的轨道。包含贝努小行星样品的探测器返回舱将于2023年9月24日降落在犹他州的白沙导弹靶场,随后样品会被运送到约翰逊航天中心,然后分发给全球各地的科研机构(特别是日本,由于与隼鸟号样品互换协议,日本将得到更多的贝努小行星样品)。

采样头深入贝努小行星表面

顺便说一下,欧西里斯号探测器去年在贝努小行星上采样的过程还是蛮凶险的。原计划探测器的机械臂接触到贝努的表面后,将吹出一股氮气,将直径小于2厘米的碎贝努片全部吹进机械臂末端的采样头内。尽管得到了远大于60克标准的样品(NASA估计取得的样品重量远大于1公斤),但还是发生了两次意外。一是由于贝努的引力太小,采样头像陷入沼泽一样被“埋”进了小行星表面0.5米的深度,大大超过了科学家们预想的深度。工作人员不得不启动引擎,将探测器迅速带离贝努表面。另外就是在将样品放置到返回舱时,由于大型块状样品的阻挡,采样头无法密封,并直接导致了部分样品从采样头泄漏了出去。最终NASA决定不再密封采样头,直接整体将其弄到返回舱里密封起来;

贝努样品被收纳入探测器返回舱

贝努小行星绕日公转的周期为400多天,经过欧西里斯号的测算,其直径有500米左右。该小行星上蕴藏着被称作太阳系形成初期的物质密码,一直是科学家梦寐以求获得的样品和数据。欧西里斯号探测器作为NASA“新边疆/疆界”计划的一员,于2016年9月发射升空,经过两年多的艰苦飞行,2018年12月进入贝努轨道并成功绕飞。

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