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來源︰咸寧網 時間(jian)︰2020-02-28 16:28

最近(jin),歐(ou)洲航(hang)天局正式宣布(bu),將與美(mei)國航(hang)空航(hang)天局共同(tong)進行人類首個全面的小(xiao)行星(xing)防御(yu)演示任務(wu)——“小(xiao)行星(xing)撞擊(ji)和tui) 肫ping)估”項(xiang)目。

事(shi)實上,近(jin)年來關于小(xiao)行星(xing)的各種探測項(xiang)目都十分活躍。據(ju)介紹,中國小(xiao)行星(xing)探測任務(wu)也cang)誚新壑zheng)工(gong)作,擬完成(cheng)近(jin)地小(xiao)行星(xing)伴飛、附著、取樣返回(hui)和主(zhu)帶彗星(xing)近(jin)距離繞飛。

美(mei)歐(ou)共同(tong)實施的“小(xiao)行星(xing)撞擊(ji)和tui) 肫ping)估”項(xiang)目示意圖。右上是歐(ou)洲的“赫拉”空間(jian)探測器,左(zuo)下是美(mei)國的“雙小(xiao)行星(xing)重定向(xiang)測試”空間(jian)探測器。


1 行星(xing)探測為何受青睞


小(xiao)行星(xing)探測之所以在最近(jin)幾年受到世界上一(yi)些國家的重視,是因為隨著科學技術的飛速(su)發展,科學家們(men)越來越認識到探測小(xiao)行星(xing)具有十分重要的意義。

探測小(xiao)行星(xing)能揭示生(sheng)命起源,促進基礎科學發展。因為小(xiao)行星(xing)是46億年前太陽系(xi)形成(cheng)時殘留下來的初始行星(xing)體,保(bao)存了太陽系(xi)形成(cheng)時的大量珍貴信息(xi)。探測小(xiao)行星(xing)qiang)扇鮮短(duan) 糲xi)的最初物質組成(cheng),更好地研究太陽系(xi)的形成(cheng)和演化。

探測小(xiao)行星(xing)能促進太空工(gong)業發展。據(ju)悉,每年有900多顆小(xiao)行星(xing)與地球擦(ca)身而(er)過,其(qi)中不少蘊藏(cang)鉑、鈷、銠(lao)、銥(yi)、鋨等珍稀(xi)金屬和鐵、鎳等礦(kuang)產資(zi)源,它們(men)可以成(cheng)為潛在的“地外礦(kuang)藏(cang)”。

探測小(xiao)行星(xing)能為保(bao)護地球安全,建設(she)行星(xing)防御(yu)體系(xi)奠定基礎。探測近(jin)地小(xiao)行星(xing),深入了解近(jin)地小(xiao)行星(xing)的運動及屬性,有利于研究、開(kai)發出防止近(jin)地小(xiao)行星(xing)撞擊(ji)地球的新方法和技術,包括驗證(zheng)軌道偏轉等小(xiao)天體防御(yu)技術的可行性,為地球自身的安全做好預測和防範,避免人類重蹈當年小(xiao)行星(xing)撞擊(ji)地球造成(cheng)恐zhi)mie)絕的災難性後果。

探測小(xiao)行星(xing)還能成(cheng)為深入探索太空的基石。小(xiao)行星(xing)qiang)勺魑 zai)人登火星(xing)的中轉站,因為小(xiao)行星(xing)引(yin)力小(xiao),從那里出發去深空其(qi)他(ta)星(xing)球比較容易。另外,其(qi)上有豐(feng)富的水資(zi)源,它可直(zhi)接用于航(hang)天員生(sheng)活或分解成(cheng)氧和氫(qing),供航(hang)天員呼吸或作為星(xing)際shi)紗 娜ran)料使用,幫(bang)助人類探索更遙遠的太空世界。

小(xiao)行星(xing)探測是qiang)佔jian)探索的前沿熱(re)點,同(tong)時也是高(gao)門檻的深空探測任務(wu)。小(xiao)行星(xing)形狀不規(gui)則,平均直(zhi)徑只有xing)qian)米量級,地貌(mao)復雜,引(yin)力微弱,表面溫(wen)差大。探測難點是“微弱引(yin)力、未(wei)知環境不確定”等。近(jin)年來,全球掀起了小(xiao)行星(xing)探測的新熱(re)潮bao) you)此促進了小(xiao)行星(xing)探測新技術的爭奇(qi)斗艷。


2 美(mei)日已經(jing)先行一(yi)步


探測灶神星(xing)和谷(gu)神星(xing)的美(mei)國“黎明(ming)”探測器示意圖

隼鳥2號登陸龍宮小(xiao)行星(xing)想象圖。

從20世紀90年代(dai)至(zhi)今(jin),美(mei)國和日本已yan)群笱兄坪頭?淞碩喔鱟ㄓ眯xiao)行星(xing)探測器。它們(men)采用繞、落(luo)、回(hui)的方式對目標小(xiao)行星(xing)進行了較為細致的探測,獲得了大量有價值(zhi)的科學數據(ju)。

早在1996年,美(mei)國就(jiu)率先發射了世界首個小(xiao)行星(xing)探測器“尼爾”bao)ㄒ庖胛 敖jin)地小(xiao)行星(xing)交會”bao)┤講餛鰲K000年進入愛神星(xing)小(xiao)行星(xing)軌道,這(zhe)是人類航(hang)天器首次成(cheng)功地進入圍(wei)繞小(xiao)行星(xing)運行的軌道。“尼爾”用相(xiang)機(ji)、激光(guang)測距儀和無線電科學實驗設(she)備等儀器,確定了愛神星(xing)的尺寸、質量、密度和磁(ci)場(chang)及岩石成(cheng)分。在探測任務(wu)結束(shu)之際,“尼爾”于2001年首次以硬(ying)著陸jiang)姆絞澆jiang)落(luo)到愛神星(xing)的表面,結束(shu)了長達5年的太空之旅(lv)。在這(zhe)5年中,“尼爾”繞愛神星(xing)飛行了1年,共拍攝了16萬幅圖片(pian),搜集(ji)了比科學家原先ran)隻 0倍的數據(ju),大大超(chao)過了預期。

日本也不甘示弱,于2003年發射了“隼鳥”小(xiao)行星(xing)探測器。它于2005年飛抵離?川小(xiao)行星(xing)20千(qian)米的預定軌道,觀測?川小(xiao)行星(xing)表面情況,收集(ji)其(qi)成(cheng)分和地形數據(ju)。此後又(you)兩次成(cheng)功在?川小(xiao)行星(xing)表面短(duan)時間(jian)著陸,采集(ji)其(qi)表面的岩石樣本。其(qi)采樣方式是通(tong)過著陸時產生(sheng)的撞擊(ji),吸入飛濺(jian)起來的碎石。最終,“隼鳥”攜帶小(xiao)行星(xing)樣品于2010年返回(hui)地球,使gu)氈境cheng)為世界上首個擁有在月(yue)球之外的原始小(xiao)天體上著陸、取樣並(bing)攜帶其(qi)樣品返回(hui)地面技術的國家。

美(mei)國則在2007年發射了首個用mei)胱油tui)進器完成(cheng)實用型科學探測任務(wu)的“黎明(ming)”小(xiao)行星(xing)探測器,玩兒了一(yi)個“一(yi)石二(er)鳥”bao) ji)分zhi)鷯011年和2015年先後探測2顆小(xiao)行星(xing)——灶神星(xing)和谷(gu)神星(xing)。目前,“黎明(ming)”仍在谷(gu)神星(xing)軌道運行xiao)/p>

日本在2014年12月(yue)4日又(you)發射了隼鳥2號小(xiao)行星(xing)探測器。它是更先進的小(xiao)行星(xing)取樣返回(hui)探測器,探測目標是龍宮小(xiao)行星(xing),因為該(gai)小(xiao)行星(xing)上可能有含有機(ji)物質和水的岩石。

隼鳥2號采用了別開(kai)生(sheng)面的轟(hong)擊(ji)小(xiao)行星(xing)表面的技術,來探測小(xiao)行星(xing)的內部,進一(yi)步確認龍宮上含礦(kuang)物質sheng)? 陀謝ji)物的情況。它于2018年6月(yue)進入龍宮小(xiao)行星(xing)軌道後,先對該(gai)小(xiao)行星(xing)進行近(jin)距離詳細觀測。接you)牛 xiang)小(xiao)行星(xing)表面投(tou)放跳(tiao)躍式巡視器和小(xiao)型著陸器。然後,對小(xiao)行星(xing)表面進行采樣。“隼鳥”只采集(ji)了10毫克樣品,隼鳥2號擬采集(ji)100毫克以上樣品。後者在龍宮附近(jin)運行1年半,完成(cheng)任務(wu)後,已于2019年11月(yue)飛離龍宮;再用約1年時間(jian),即(ji)2020年末返回(hui)地球。

2016年9月(yue)9日,美(mei)國首個小(xiao)行星(xing)采樣返回(hui)探測器——“奧西(xi)里斯(si)-雷zhuo)慫si)”升(sheng)空,目標是對貝(bei)ci) xiao)行星(xing)進行采樣返回(hui)探測。它于2018年8月(yue)抵達貝(bei)ci)  bing)在環繞貝(bei)ci) 墓斕郎隙雲qi)進行全球表面成(cheng)像觀測,展開(kai)為期兩年的科學研究。美(mei)國已于2019年12月(yue)選(xuan)定了貝(bei)ci) xiao)行星(xing)采樣點,在2020年8月(yue),該(gai)探測器將使用機(ji)械臂末端的采樣器采集(ji)60克至(zhi)2千(qian)克的貝(bei)ci) 礱娣緇 閶罰023年把樣品帶回(hui)地球供科學家研究。貝(bei)ci) 歉惶夾xiao)行星(xing),科學家預測這(zhe)顆小(xiao)行星(xing)在2169年-2199年間(jian)撞擊(ji)地球的概率為0.071%,撞擊(ji)地球的危險(xian)性目前排(pai)在第二(er)位。


3 美(mei)歐(ou)合作實施防撞擊(ji)項(xiang)目


歷(li)史(shi)上曾發生(sheng)過多次小(xiao)行星(xing)撞擊(ji)地球的事(shi)件,向(xiang)地球人敲響(xiang)了警鐘,要加(jia)速(su)研究如何防止近(jin)地小(xiao)行星(xing)撞擊(ji)地球的方法和技術,因為小(xiao)行星(xing)撞擊(ji)地球是世界四大突發巨大災難之一(yi),早晚有一(yi)天會猛(meng)烈(lie)撞擊(ji)地球。為此,科學家很(hen)早就(jiu)開(kai)始研究如何防止小(xiao)行星(xing)撞擊(ji)地球。

今(jin)年11月(yue),歐(ou)洲航(hang)天局正式簽署協議,將與美(mei)國聯手實施人類首個全面的行星(xing)防御(yu)演示任務(wu)——“小(xiao)行星(xing)撞擊(ji)和tui) 肫ping)估”的nan)金俊/p>

其(qi)初步計劃是,美(mei)國在2021年7月(yue)發射“雙小(xiao)行星(xing)重定向(xiang)測試”空間(jian)探測器,它于2022年10月(yue)到達迪xi)夏 si)雙小(xiao)行星(xing)系(xi)統(由(you)一(yi)顆直(zhi)徑775米的迪xi)夏 si)小(xiao)行星(xing)和一(yi)顆直(zhi)徑為165米的天然小(xiao)衛星(xing)組成(cheng)),隨後俯沖撞擊(ji)其(qi)中的天然小(xiao)衛星(xing)。地球上xi)耐毒到 鄄庹zhe)次撞擊(ji)如何影響(xiang)天然小(xiao)衛星(xing)及其(qi)迪xi)夏 si)小(xiao)行星(xing)的軌道,以評(ping)估“動能沖擊(ji)器”偏轉小(xiao)行星(xing)策略的有效性。

2023年或2024年,歐(ou)洲航(hang)天局將發射“赫拉”空間(jian)探測器,它于兩年後進入迪xi)夏 si)雙小(xiao)行星(xing)系(xi)統chang)!昂綻 鄙系(xi)牧嬌帕 叫xing)將收集(ji)有關迪xi)夏 si)小(xiao)行星(xing)的各種數據(ju),觀察高(gao)速(su)撞擊(ji)小(xiao)行星(xing)後產生(sheng)的影響(xiang),其(qi)中的“小(xiao)行星(xing)qiang)輩炱鰲繃 叫xing)用于研究兩顆小(xiao)行星(xing)的內部結構和表面成(cheng)分,“禹文(wen)塔(ta)斯(si)”立方星(xing)則用于研究天然小(xiao)衛星(xing)的結構和引(yin)力場(chang)。


4 中國小(xiao)行星(xing)探測  任務(wu)正在論證(zheng)


嫦(chang)娥2號pai)納愕耐妓ta)蒂斯(si)小(xiao)行星(xing)。

2012年12月(yue)13日,執行完探月(yue)任務(wu)的嫦(chang)娥2號探測器通(tong)過變軌在深空與圖塔(ta)蒂斯(si)小(xiao)行星(xing)交會,並(bing)用星(xing)載(zai)監視相(xiang)機(ji)對該(gai)小(xiao)行星(xing)進行了si)庋?cheng)像,這(zhe)不僅是我國首次實現對小(xiao)行星(xing)的飛越探測,也是國際上首次實現對圖塔(ta)蒂斯(si)小(xiao)行星(xing)的近(jin)距離探測,使我國成(cheng)為第4個探測小(xiao)行星(xing)的國家。

目前,我國科學家已制定了專門的小(xiao)行星(xing)探測計劃,即(ji)以伴飛、附著、取樣返回(hui)等探測方式,對近(jin)地目標小(xiao)行星(xing)進行整體性探測和局部區域的分析。其(qi)科學目標為︰精確測定近(jin)地小(xiao)行星(xing)軌道參數、自轉參數和形狀大小(xiao)等物理參數,為規(gui)避小(xiao)行星(xing)撞擊(ji)地球提供科學依據(ju);測量目標小(xiao)行星(xing)的形狀、大小(xiao)、表面形態(tai)、自轉狀態(tai)等基本性質,繪(hui)制小(xiao)行星(xing)的地形地貌(mao)圖,建立其(qi)形狀結構模型ting)換袢︵xiao)行星(xing)整體和局部形貌(mao)、礦(kuang)物含量、元素種類、次表層物質成(cheng)分、空間(jian)風化層、內部結構等,為太陽系(xi)起源與演化提供重要線索;探測小(xiao)行星(xing)次表層以下的有機(ji)物、水等可能的生(sheng)命信息(xi),深化生(sheng)命起源的認識;獲取小(xiao)行星(xing)臨(lin)近(jin)空間(jian)環境參數,研究太陽風對小(xiao)行星(xing)表面的空間(jian)風化作用。

據(ju)中國空間(jian)技術研究院研究員、小(xiao)天體探測項(xiang)目技術負責人黃江川介紹,中國小(xiao)行星(xing)探測任務(wu)正在進行論證(zheng)工(gong)作,擬完成(cheng)近(jin)地小(xiao)行星(xing)伴飛、附著、取樣返回(hui)和主(zhu)帶彗星(xing)近(jin)距離繞飛。我國將發射一(yi)個探測器環繞小(xiao)行星(xing)2016HO3飛行,擇機(ji)附著小(xiao)行星(xing)表面、采集(ji)小(xiao)行星(xing)樣品,返回(hui)地球附近(jin)釋放ou)禱hui)艙(cang),將樣品送回(hui)地球。隨後,探測器將繼續飛行,借助地球和火星(xing)引(yin)力到達主(zhu)小(xiao)行星(xing)帶,對主(zhu)帶彗星(xing)133P開(kai)展原位探測。

黃江川說,據(ju)地面觀測推(tui)測,小(xiao)行星(xing)2016HO3自轉很(hen)快,大約半小(xiao)時轉一(yi)周。小(xiao)行星(xing)結構通(tong)常較為松散,要在快速(su)轉動的小(xiao)天體上著陸,難度很(hen)大。完成(cheng)對這(zhe)個近(jin)地小(xiao)行星(xing)探測後,探測器還要飛往主(zhu)帶彗星(xing)133P,這(zhe)兩個探測任務(wu)之間(jian)的nan)謂幽訊紉膊恍xiao),探測工(gong)作頗具挑戰(zhan)性。 

(咸寧日報綜合) 


編輯︰hushaopeng

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