與貝努小行星的親密接觸，將幫助美國航天局預測未來

簡介：漫長等待之後， NASA的小行星探測器OSIRIS-REx帶著小行星BENNU的樣本終於要返回地球了，這裏介紹了小行星BENNU的基本信息、探測器的任務目標、意義以及關於最近開始的為期兩年的返程。

歷時近兩年半的相伴後，美國航天局的“冥王號”探測器已和小行星“貝努”道別，並開啟它的返程之旅。

冥王號探測器預計將於2023年9月抵達地球，並將帶回珍貴的樣本：“貝努”小行星上的一些塵土。這些塵土樣本有助於揭開太陽系形成以及地球生命起源的秘密。

冥王號探測器在飛離“貝努”小行星的軌道前，完成了最後一次飛越。在最後一次近距離接觸中，探測器花費5.9小時，全方位拍攝了“貝努”小行星，比其全轉周期還要久一些。此次拍攝距離僅離行星表面2.1英裏（3.5千米），是開展樣本采集任務以來距離“貝努”最近的一次。

艾米.西蒙是美國航天局戈達德宇宙飛行中心的行星科學家。她向inverse雜志解釋道，此次飛越的主要目的是為了最後一次觀測樣本采集點。

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“當我們采集樣本後離開時，會產生很多的碎片和灰塵，導致我們無法看清楚行星表面，”西蒙告訴inverse雜志。“最後一次飛越主要是為了能夠了解清楚樣本采集點有沒有發生變化，比如我們是否留下了彈坑，或者是否存在之前未曾探測到的新成分。”

在最後一次飛越任務中，冥王號收集了4GB的數據。然而，科學家最早也需等到4月13日才能接收到冥王星發送回地球的數據，在此之前，只能等待。

冥王號探測器通過深空網絡與地球上的地面控制中心保持通訊，這一網絡也是美國航天局實施包括“毅力號”火星探測器在內的一系列太空任務所采用的通信系統。“冥王號”探測器每天用4到6小時的時間下載數據，並以每秒412千比特（約每小時186兆字節）的速度傳回，因此，科學家需要等好幾天才能接收到“冥王號”探測器傳送回的最新數據。

1.此次任務的背景

自2018年12月，“冥王號”探測器繞“貝努”行星軌道運行。它的任務主要是獲取這一古老行星的樣本，並帶回地球以供分析。2020年10月20日，探測器成功著陸行星表面，並通過連續起飛的樣本采集機制，借助機器手臂抓取了岩石樣本——這一過程有一點像真空吸塵器吸取“貝努”行星上的松散物質。

2.關於“貝努”行星，我們有何收獲？

在“冥王號”探測器帶著樣本返程之前，它已經為科學家提供了大量關於“貝努”行星以及其他與地球近距離接觸的行星的新見解。

西蒙表示：“事實上，我們已經在此次任務中收獲了很多。除了眾所周知的樣本采集任務，我們還完成了兩個主要目標。”

本次任務的目標之一是，測算出這一行星與太陽相互作用時，其軌道將會有多大的變化，以及分析行星的成分構成。

西蒙承認，當“冥王號”探測器抵達“貝努”行星時，這顆行星已經比任務團隊此前預測的位置移動了185千米。

“它的軌道一直在變化，這一點非常有趣。這一信息也對我們理解此類近地行星將會如何影響地球非常重要。”西蒙說。

根據探測器的觀測數據，團隊判斷這一行星的自轉速度正在以每百年1秒的節奏逐漸加快。雖然，這聽上去無足輕重，但是，這表明“貝努”行星只是一個由灰塵和岩石構成，在引力作用下聚集起來的“橡膠堆”，而不是實體。

“冥王號”抓拍的照片也首次證明了行星表面沒有大氣但是存在熱破裂。通過測算熱破裂，科學家可以判斷出行星的年紀。

地球上也會發生熱破裂現象。在我們這顆行星上，岩石白天在太陽光下受曬，晚上涼卻後破裂。當岩石膨脹和收縮時，增加的壓力導致他們產生裂縫並最終分裂成更小的碎片。

“貝努”行星上的岩石就像地球上的岩石，也經歷了白天和黑夜不同的溫度。白天，其溫度可高達127攝氏度（260華氏攝氏度），晚上則會突降至負73攝氏度（負99華氏攝氏度）。

之前，科學家相信像“貝努”這樣的行星可能會發生熱破裂現象，但他們一直沒有任何證據，直到“冥王號”首次證明了這一設想。

3.“冥王號”探測器將何時離開“貝努”行星？

“冥王號”探測器將於5月10日駛離“貝努”行星軌道，並踏上為期2年的返程之旅。由於，“貝努”行星的一條軌道與地球自身的軌道路徑有重疊，因此回程之旅會比從其他小行星返程耗費較少的燃料助推力。

米歇爾.默裏奧是美國航天局馬裏蘭州戈達德宇宙飛行中心“冥王號”項目的主管。他在一份報告中寫道：“5月駛離“貝努”小行星鄰近點是我們的最佳時機，在此次離開將會消耗探測器最少的機載燃料。”

探測器將繼續在“貝努”小行星松弛的軌道上運行，直到它按照計劃離開。

2016年9月8日，“冥王號”探測器攜帶著6個用於測繪“貝努”小行星、記錄樣本采集點以及進行其他觀測的設備，成功發射。

此次任務具有重要意義，它是美國航天局首次嘗試登陸一顆小行星並帶回這些稀有物體的樣本。此前，也有過兩次相似的任務：“創世紀”號和“星塵”號曾造訪彗星，並帶回了一些樣本。然而，“創世紀”號降落失敗，導致飛行器的有效荷載受損。

5.為什麼“冥王號”探測器要帶回小行星樣本？

我們對行星的認識大多來自於隕石，即隕石母體經過地球時遺留的一些碎片。這些隕石在穿過地球大氣層時可能會發生一些重要變化。

未變化的小行星樣本對於探索我們的起源至關重要。科學家認為，小行星是由幾十億年前形成太陽系的遠古物質構成，小行星研究為我們了解包括地球在內的星球起源提供了線索。

“貝努”的公轉周期是436.6天，它是一顆稀有的B類小行星——一種最原始的小行星。自40億年前形成後，“貝努”幾乎未曾改變過。它擁有大量的碳，有機分子和氨基酸，這些物質構成了生命的基礎。

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科學家在實驗室研究這些小行星樣本後，將會更加了解小行星的構成以及形成這些空間物體的物質。

當科學家通過探測器的鏡頭觀察小行星或者其他太空物體時，他們受限於探測器攜帶的設備，無法分解行星表面的真正的礦石，而在實驗室研究樣本成為則是完全不同的局面。

“是的，這非常有趣，”西蒙說：“我們可以從小行星樣本上獲得更多的信息，比如，他們的脆度如何？硬度如何？以及不同的構成成分等。”

“我認為我們從中獲得很多有趣的材料和信息。”她補充道。

此次任務並不僅僅是試圖追溯我們的起源，它也是保護地球的有效方式。

“貝努”每隔六年便與地球臨近，最短距離是0.002個天文單位。在近150年裏，它撞擊地球的幾率很小。科學家通過研究“貝努”的軌道以及影響其路徑的推動力，能夠創建一個更有效的小行星運行軌道的模型，從而計算出更准確的撞擊地球的幾率。

6.“冥王號”探測器何時返回地球？

“冥王號”探測器計劃於2023年9月24日返回地球，同時帶回遠超預期的荷載物。

項目成員預測，“冥王號”從“貝努”表面獲取的物質總量或許遠超任務初期制定的2盎司的要求。

“我們沒有絕對的估算值，但我們知道應該有很多。”西蒙表示。

2020年，探測器采集樣本後，美國航天局注意到了探測器的機器手臂有泄漏一些物質——由於采集了過多的不必要樣本，導致它的容器無法關閉。慶幸的是，探測器最終成功裝載了這些樣本。

“冥王號”的樣本艙將穿過地球大氣層，並借助降落傘降落在猶他州測試訓練區域。

團隊成員收到樣本艙後，會將它送至休斯頓州的美國航天局瓊森太空中心的保管設施裏。

之後，機構將向世界各地的實驗室分發樣本，使國際科學家團隊能夠同時開展研究，探索太陽系以及地球的形成。

BY: inverse

FY: 秋

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