ab鸟2号任务:小行星揭示了太阳系的历史


探针在小行星表面形成撞击坑。 艺术家插图

2014年12月3日,从种子岛宇宙飞船成功发射了“ ab鸟2号”太空探测器。 探测器的目标是小行星1999 JU3。 它是索科罗天文台作为LINEAR项目的一部分于1999年5月10日开放的。 这个小行星没有什么特别之处,只是决定将Hayabusa-2探测器发送到该小行星以着陆并采样该物体的物质。 该设备是日本航空航天研究局(JAXA)的开发。

2005年,小行星线首次访问了Hay鸟装置。 研究的新对象是丝川的两倍大,直径为0.92 km。 他很普通,属于阿波罗族。 小行星的轨道得以扩展,因此,它绕着太阳旋转,穿过了地球和火星的轨道。 因此,“ Hayabusa-2”上周终于达到了旅程最终目标。

在接下来的一年半中,该探测器将从侧面,从轨道以及从表面研究小行星-为此将使用下降模块(不仅是一个,而是几个)。 该模块将不仅需要采集小行星物质的样本,而且还必须将其送回测站。 相应地,这将在五年内“将”有价值的货物带到地球,供实验室研究。 样品将放在密封的胶囊中。


Hayabusa-2探测器使用运载火箭送入太空

为什么要研究小行星呢?


事实是,它们中的许多与太阳系本身处于同一年龄,如果行星和小行星演化,变化,那么在大多数情况下,小行星与存在之初保持相同。 因此,如果您了解小行星的组成,就可以了解太阳系,其行星和行星卫星的形成。 尽管这是一个更复杂的问题,也许所有这些最终将有助于弄清生活是如何发生的。

此外,科学家希望能对恒星的类型及其“功”的特征如何影响行星形成过程的问题做出解答。 天文学家已经掌握了有关小行星组成的大量数据,这些数据是通过观察,编译各种模型并将获得的数据合并为一个完整的科学数据而获得的。



顺便说一句,就将小行星物质运送到地球而言,“ Hayabusa-2”的任务并不是唯一的。 它的前身是第一个Hay鸟探针,成功地收集了Itokawa小行星的土壤样品并将其发送到地球。 这是一个非常艰巨的任务,伴随着技术问题,但最终还是到达了终点。 在此过程中,在车站本身,发动机,单个结构元件发生故障,探测器损坏,小行星土壤几乎未组装的情况下。 但总体而言,一切都进行得很好。 根据获得的数据,工程师和科学家有机会创建一个更高级的探测器,该探测器目前正在研究小行星。

至于1999年JU3号 ,有两个原因将探测器发送到这个特殊的小行星。 第一个是细长的轨道,上面已经提到过。 第二个是对象的年龄。 这种类型的小行星非常老,比其他任何行星都要老。 它属于C级,其代表在碳和水合岩石含量高的“亲戚”中脱颖而出。 也许正是这颗小行星将帮助回答什么是原始太阳系的问题-引起太阳和行星的原因。 多亏了小行星的轨道,探测器才可以毫不费力地飞向它,然后返回地球。



构成C类小行星的岩石样品有时会进入我们的星球,我们谈论的是碳质球粒陨石,科学家们已经研究了数十年。 但是与碳质球粒陨石有关的陨石会飞过地球大气层的厚度。 这意味着它们会非常发热,从而导致成分发生变化。 如上所述,小行星不会随时间变化,它是形成我们系统的物质的冷冻样品。

Hayabusa-2旅行细节


为了与小行星相遇,探测器必须飞行超过32亿公里。 同时,在最后阶段,探针所要寻找的物体位于距地球2.8亿公里的距离处。 不,这不是错别字,实际上是数百万公里而不是数十亿公里的问题。

原来的行进路线异常寻常,以至于该设备有机会进行重力操纵,借助发动机帮助加速并追赶小行星。 1999 JU3飞速进入太空,为了进入其轨道,探测器需要赶上物体并使其速度与小行星的速度相协调。 这很困难,但是地球天文学家很容易进行旅行所需的计算。 该探测器的发动机是离子发动机;仅在上月Hay二号2到达数千公里外的小行星后才关闭。



接下来,有必要检查小行星附近是否存在较小的“邻居”,这些小邻居在发生碰撞时可能会损坏探测器。 我们正在谈论小行星本身的重力影响区域,该球体的直径约为100 km。 幸运的是,没有发现任何此类错误,因此现在该探针可以正常工作了。

ab鸟2号现已进入20公里的轨道,并从这个距离继续研究小行星。 探针工作正常,没有技术问题。 在这次探险中,没有交流是没有意义的。 它是-设备从地球接收信号并将信息发送回去。 延迟约15分钟。

探测能力


设计Habyausu-2的工程师和科学家为其配备了许多用于研究小行星的科学工具:
  • ONC(光学导航相机)是一种光学系统,包括一个带远摄镜头的相机和两个带短远摄镜头的相机。 由于其多功能性,ONC允许您拍摄导航图片,拍摄小行星的表面,对设备进行定向并沿着精确的路径进行引导;
  • TIR(红外热像仪)-一种热像仪,旨在确定不同位置物体的温度。 它也可以用来研究小行星的所谓热惯性。 热图将有助于理解物体的结构并找出表面的特征;
  • 下降模块是一个MASCOT(移动小行星表面侦察员)和三个MINERVA-II。 当探针以最小距离到达物体时,模块将被发送到小行星。 探头设计用于分析表面特性-矿物,粒度分布,化学性质等;
  • 穿透器SCI(小型随身撞击器)将以2.5公斤重的铜壳向小行星射击。 射击会以2 km / s的速度将弹丸驱入地面。 探头将使用摄像头观察弹丸的进入位置。 然后,使用另一种工具,他们将获取土壤样本,并将其放入密封的胶囊中。 如上所述,探针必须将胶囊传送到地球;
  • NIRS3(近红外光谱仪)是一种能在小行星上寻找水冰并帮助确定表面化学成分的光谱仪。


值得注意的是,今年“ Hayabusa-2”将接近小行星仅1公里的距离。 今年10月初,MASCOT组件和三个较小的MINERVA-II组件之一将降落在小行星上。



不幸的是,在今年年底,没有任何消息来自探测器-它会在被太阳阻挡的广播区域(它将位于探测器和地球之间)。 因此,如果没有来自地球的控制,探头将无法执行主动动作-只能观察正在发生的事情。 将于2019年1月之前再次建立与探针的通信。 因此,这项工作将同时进行。

您已经设法找出了什么?


原则上,使用探测器确定的小行星的几乎所有特征及其“行为”都与计算得出的特征一致。 因此,它的直径是900米,这是天文学家从地球上确定的。 绕轴旋转的时间为7.5小时。 表面上有大火山口,最大漏斗直径为200米。 在小行星的两极之一上,有一些巨石,像是山脉,甚至还有一块孤独的岩石。 “山”和岩石的反射率高于周围物质的反射率,因此很可能它们是由与表面物质成分不同的岩石组成的。

图片

很可能是小行星较早是更大物体的一部分-也是小行星。 它的旋转方向与太阳系行星和太阳的旋转方向相反。 是的,天王星和金星也以相反的方向旋转。 小行星1999 JU3属于近地大类。 绕太阳公转的周期为474天,平均轨道速度为每秒27公里。

含有这种物质的胶囊将于2020年12月交付地球。 慢慢地,但等待的时间不多。 顺便说一句,对小行星的研究并不是Hayabusa-2的创造者设定的唯一重要任务。 另一个目标是逐步发展返回太空任务的技术和方法,其中多数是行星际任务。 此外,科学家正在逐步探索发展小行星的潜力。 为了了解太空采矿的前景如何,您需要知道小行星携带什么。 由于小行星的矿物成分不均匀,因此很可能证明它也具有对人类有用的资源。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN415853/


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