10月21日,NASA航天器将登陆小行星Bennu,会成功吗?

美国在航空航天科技领域内的高水平让人不得不服,他们不仅早在50年前就将人类宇航员送往了月球,更是向太阳系外发射了人类文明史以来飞行最远的航天器旅行者1号和2号,而明天,也就是北京时间10月21日凌晨6点,美国宇航局(NASA)的OSIRIS-REX(起源光谱解析、资源识别、安全和资源管理器)航天器,将首次在小行星Bennu上登陆并且完成采样,然后将样品运回地球,供科学家进行研究。这次任务备受关注,那么,他们会成功吗?

关于小行星Bennu

小行星Bennu距离地球约3.5亿公里,直径大约500米,样子像一只旋转的陀螺。Bennu在火星和木星之间的小行星带中围绕太阳运转,大约每478天就转一圈,而自转的周期则较短,仅有4小时18分钟。Bennu的名字由北卡罗来纳州的一个9岁男孩迈克尔·普齐奥(Michael Puzio)于2013年命名,是古埃及神话中一个神灵的名字,象征着“重生,创造和起源。”

美国宇航局为何选择在小行星Bennu上登陆采样?

科学家普遍认为,小行星是太阳系的活化石,由于它们在45亿年前太阳系形成初期就已经存在,而在过去的数十亿年间几乎没有发生任何变化,因此,小行星包含有太阳系的几乎全部历史,研究这些天体,能够帮助科学家揭开太阳系形成之谜。那么,为何科学家会看上Bennu?

事实上,早在2004年,一些科学家就呼吁美国宇航局将Bennu列入未来研究项目,而且科学家对Bennu的早期观测结果认为,该天体表面似乎非常光滑(事实证明恰恰相反),很适合航天器登陆采样。另外,Bennu也被NASA列为可能会对地球造成威胁的第二个天体,轨道测算表明,Bennu会在2175-2199年间有2700分之一的概率与地球相撞,因此,美国宇航局决定将该天体列为“新边疆计划”的旗舰任务来执行。

2016年9月8日,OSIRIS-REX航天器发射升空,奔赴小行星Bennu,经过两年多的长途旅行,2018年12月3日,OSIRIS-REX航天器抵达小行星Bennu轨道,开始进行着陆采样前的准备工作。

着陆采样任务将如何进行?

由于小行星Bennu距离地球3亿公里,因此,从航天器到地球的信号存在18分钟的延迟,为此,科学家为航天器编制了自动登陆采样程序,所有的登陆过程都将是自动进行的。具体来说整个过程是这样的:

OSIRIS-REX航天器将会从北京时间10月21日凌晨1时左右开始执行着陆程序,整个着陆采样程序将耗时4个多小时。期间,只有航天器的一个采样机械臂会接触小行星Bennu的地面,届时,航天器上装备的一个液氮罐会向Bennu地面喷射出气体,从而搅动地面上的碎石样本,这些碎石样本会被机械臂的采样装置收集,然后,航天器会返回到轨道高度,在对收集的样本进行评估后,如果重量达标(不少于60克),航天器将会启程返回地球。

这次着陆采样任务会成功吗?万一失败了呢?

当然,要指挥一个航天器在3亿公里外的一块500米大小的天体上登陆采样,只是听起来就觉得不是一件简单的工作,因此,这次任务极有可能会失败。对此,科学家当然是早已准备的,已经制定了几套应急预案:

如果登陆失败,航天器会选择在另外的一个地点进行第二次登陆,科学家总共挑选了4个备选登陆点。那么,如果采样失败了呢?OSIRIS-REX航天器共有3个液氮发射罐,如果明天的采样失败,采不到样品,或者采集的样品不够数量(60克),那么,航天器还有两次备份,不可能3次采样都会失败。

如果明天的采样任务圆满完成,那么,OSIRIS-REX航天器将会继续围绕小行星Bennu运行到年底,2021年初就开始返程的旅途。预计,OSIRIS-REX航天器将会在2023年9月24日将样品返回舱抛在犹他州的沙漠中,航天器本身则会坠入地球大气层烧毁。

OSIRIS-REX任务的成本为8亿美元,这还不包括用来发射的Atlas V火箭的1.835亿美元,因此,整个任务耗资接近10亿美元,这真不是一般的国家能玩得起的。

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