过去两年,奥西里斯-雷克斯号宇宙飞船借助恒星的光芒穿越太阳系。 就像古代水手和阿波罗宇航员一样,它需要星座的恒定性才能在黑暗的未知中航行。
周一,当美国宇航局探测器最终到达帝国大厦大小的目标时,一切都发生了变化称为贝努。
现在,奥西里斯-雷克斯面临着一种全新的挑战:探索航天器绕轨道运行的最小物体。
工程师哈维·塞尔纳坐在洛克希德·马丁公司丹佛办事处的任务控制中心,该公司为美国宇航局运营这艘航天器,等待信号表明奥西里斯-雷克斯已经开始燃烧,使其接近目标。
“等待贝努到来,”塞尔纳宣布。
他在椅子上坐立不安,然后站了起来。 房间里鸦雀无声。
然后塞尔纳咧嘴一笑,张开双臂。
“我们到了!”
OSIRIS-REx 距本努表面 12 英里(19 公里),大约是白宫和管理该航天器的 NASA 戈达德太空飞行中心之间的距离。
很快,任务控制屏幕上就出现了这颗小行星的图像:呈菱形,外部粗糙、有斑点。 奥西里斯雷克斯终于来到了它的新家门口。
Bennu 是一颗碳质小行星,是 46 亿年前太阳系形成过程中留下的原始、富含碳的碎片。
OSIRIS-REx 将在那里度过接下来的 18 个月,勘察地貌并探测贝努的化学成分,然后最终选择它想要带回小行星的哪一部分。
在类似亲吻的动作中,航天器的机械臂将从贝努表面收集材料,然后将样本抛回地球。 这将是自阿波罗时代以来回收的最大的行星样本,当时宇航员从阿波罗时代带回了岩石。
通过在地面实验室研究样本,科学家们希望发现有关行星诞生以及地球水和生命起源的线索。 他们还可能发现潜在有用的自然资源,例如有机分子和贵金属。
由于 Bennu 有一个撞击地球的几率为 2,700 分之一大约 200 年后,研究人员认为,收集关于这颗小行星命运的见解以及它如何与我们的命运相交将会是件好事。
贝努是如此之小、黑暗和遥远(目前距地球约 7500 万英里),以至于科学家们只能对两年前发射 OSIRIS-REx 时它可能是什么样子进行理论分析。
令他们高兴的是,新获得的小行星特写镜头与他们的预测非常吻合。
但负责监督 OSIRIS-REx 三个相机的亚利桑那大学行星科学家巴沙尔·里兹克 (Bashar Rizk) 表示,关于这个物体还有很多东西需要了解。
在接下来的几周和几个月里,他的团队的目标是详细测量小行星的形状、密度和重力,这将使科学家能够微调它们的轨道运行方式。
贝努非常小(大约是珠穆朗玛峰质量的 0.05%),其重力几乎可以忽略不计。 如果你站在本努的北极并跳跃,你将达到逃逸速度并飞入虚空。
这使得轨道飞行——依赖于航天器速度和物体重力之间的微妙平衡——变得特别困难。
航空航天公司 KinetX 的工程师、飞行导航员科拉莉·亚当 (Coralie Adam) 表示:“与我们之前所做的任何事情相比,这在精度和导航方面确实会打破记录。”
由于重力如此微弱,其他因素可能会导致 OSIRIS-REx 偏离轨道。 即使是阳光使航天器变暖的微弱压力也能产生足够的推力来扭曲其轨道。
为了抵消太阳的影响,亚当和她的同事将飞越本努的“终结者”线,小行星表面的白天变成黑夜。
这确保了太阳辐射压力保持恒定,因此工程师可以确保他们不断地抵消它。
然而贝努的小尺寸也使得奥西里斯-雷克斯能够在小行星周围进行精心设计的发夹机动。
工程师每天都会向航天器上传新的轨道指令(亚当说,典型的行星任务可能每周只更新一次轨道)。 航天器计划轨道的视频动画看起来就像一场精心制作的宇宙芭蕾舞。
经过 18 个月的观测后,2020 年,OSIRIS-REx 将猛扑到 Bennu 附近,并伸出一条长长的机械臂,配备了名为 TAGSAM 的样本收集仪器。
喷出一股氮气,它将小行星表面的物质吹走,在样本头部聚集多达 4.4 磅(2 公斤)的岩石。 然后它必须掉头,原路返回。
最终,2023 年 9 月 24 日,装有样本的太空舱将穿过地球大气层并降落在犹他州沙漠中。
随着 NASA 科学家对 Bennu 有了更多了解,他们将把自己的发现与日本航天局的同行进行比较,日本航天局的隼鸟 2 号航天器于今年早些时候抵达小行星龙宫。
日本的任务是第一个将移动漫游车降落在小行星表面的任务,并将于 2020 年将样本带回地球。正如任务控制中心的一位研究人员所说,小行星科学家们渴望等待等待的“富矿”发现。
OSIRIS-REx 科学家预计下周在华盛顿举行的美国地球物理联盟秋季会议上公布他们对贝努的早期调查结果。
当被问及到达时的感受时,首席研究员但丁·劳雷塔 (Dante Lauretta)发推文,“如释重负,自豪又迫不及待地开始探索!”
2018 ©华盛顿邮报
本文最初发表于华盛顿邮报。