干得漂亮美飛船短暫觸碰333億公里外小行星,完成采礦任務

北京時間10月21日凌晨,當我們還在酣睡之時,3.33億公里外的美國飛船OSIRIS-REx號按預定計劃執行了一次小行星采礦任務,慢慢接近小行星貝努,4個多小時后短暫觸碰小行星表面,快速收集塵埃和小巖石,然后迅速提升高度,整個過程一氣呵成,猶如“蜻蜓點水”一般,堪稱完美。
干得漂亮美飛船短暫觸碰333億公里外小行星,完成采礦任務
文章插圖

干得漂亮!美國飛船完成小行星采礦任務,用美國宇航局專家一句話來形容:OSIRIS-REx號完成了令人難以置信的壯舉,10月21日凌晨1:50,OSIRIS-REx號啟動化學推進器,向貝努飛去,在接近過程中,順便完成了長達3.35米采樣臂的伸展,將“即取即送”樣品采集器(TAGSAM)放在了最下方。
干得漂亮美飛船短暫觸碰333億公里外小行星,完成采礦任務
文章插圖

OSIRIS-REx號中文名為奧西里斯-雷克斯號,21日5時50分左右,OSIRIS-REx號抵達了125米高度,已經非常接近小行星了,推進器再次啟動,執行“檢查點”機動,其目的是讓飛船停下來,懸停小行星上方,方便進行水平移動,其目的是讓樣品采集器(TAGSAM)精準對準“夜鶯”采樣點,為即將到來的采礦做準備。
干得漂亮美飛船短暫觸碰333億公里外小行星,完成采礦任務
文章插圖

“檢查點”機動時長約為10分鐘,10分鐘后推進器第三次啟動,以極慢速度下降,并與小行星旋轉相匹配,要知道小行星貝努自轉周期為4.29小時。11分鐘之后,飛船經過一個相當于兩層樓高的巨石“末日之山”上方,然后成功在貝努北半球只有小型停車場那大的“夜鶯”采樣點著陸。
干得漂亮美飛船短暫觸碰333億公里外小行星,完成采礦任務
文章插圖

干得漂亮美飛船短暫觸碰333億公里外小行星,完成采礦任務】按照原計劃,美國飛船與小行星貝努的接觸極其短暫,時長不足10秒,其中包括了兩項最重要操作,釋放一股壓縮氮氣沖擊小行星表面,讓塵土和碎石滿天飛舞,樣品采集器則趁機收集樣品,然后,飛船按計劃好的路線,迅速提升高度,返回原來軌道。
干得漂亮美飛船短暫觸碰333億公里外小行星,完成采礦任務
文章插圖

盡管采礦全過程由OSIRIS-REx號自動控制,沒有現場視頻可觀看,但實時數據表明樣品采集器成功接觸了地面并發射了壓縮氮氣,OSIRIS-REx工程師還確認,飛船與小行星表面接觸后不久,便啟動了推進器并安全撤離了小行星,完成了一次難度很大的小行星采樣任務。
接下來,OSIRIS-REx團隊將確定樣品采集器中的樣品數量,原計劃是不少于60克,時間大約需要一周,由于太空沒有重量,所以無法進行稱重,不過可以使用以下兩種方法對樣品數量進行測量。一種測量方法是使用SamCam相機記錄整個樣品收集過程,從而確定有多少灰塵和石頭進入收集器,不過這種方法也有一個致命缺點,需要光照條件適合。
干得漂亮美飛船短暫觸碰333億公里外小行星,完成采礦任務
文章插圖

另一種測量方法是,通過確定航天器“慣性矩”的變化來確定樣品多少,在外太空中,質量越大,那么它的慣性就越大。這種測量方法需要樣品采集器伸到飛船側面,然后啟動推進器,慢慢旋轉飛船,讓樣品采集器在一個平面上旋轉,通過張力來感知樣品采集器內樣品質量。
飛船收集到樣品多少直接關系到,飛船是否還會執行第2次采樣任務,如果達到60克,那么連同采集器一起會被存放進樣本返回艙(SRC)中,航天器將于2021年3月開始返回地球,如果樣品不足60克,將計劃于2021年1月12日再次執行采樣任務,采樣點將改為“魚鷹”。
干得漂亮美飛船短暫觸碰333億公里外小行星,完成采礦任務
文章插圖

美國飛船完成了一次難度很大的小行星采礦任務,在人類航天史上,能執行這樣高難度任務次數并不多,截止到現在也只有三次,2005年11月,日本隼鳥1號飛船首次降落在小行星“絲川”上,成功收集1500粒巖石,2019年2月,日本隼鳥2號飛船短暫觸碰小行星龍宮并獲得樣品,現在OSIRIS-REx號再次取得小行星貝努樣品。

    推薦閱讀