@【天体与物理学史上的今天】-公元2003年5月9日的今天,日本发射“隼鸟”号探测器。这是人类首次尝试小行星取样返回。然而这颗探测器的故事极为曲折,多灾多难,它最终取得成功,简直就是日本科学家们不屈不挠精神的最好写照。
目前日本全面负责民用航天发展的机构是“日本宇宙航空研究开发机构”(JAXA),该机构成立于2003年,但“隼鸟”号探测任务的提出时间甚至还要早于JAXA的成立。在那之前,日本的航天部门之一,后来成为JAXA一部分的“宇宙科学研究所”(ISAS)就提出,计划在1990年代规划实施一次小行星取样返回任务。当时日本科学家们设想对1943号小行星“Anteros”进行取样返回。但最终,这一项目方案还是被搁置了,最主要的原因是日方评估计划难度后认为,在技术上尚不具备成熟条件。
到了1990年代中期,“宇宙科学研究所”规划了一项代号“MUSES-C”的取样返回任务,其计划取样的目标是小行星4660 Nereus,备份目标是小行星1989 ML。然而,原本准备用于发射的火箭研制却出现问题,导致发射迟迟无法进行,在令人不安的等待中,这两个原先预定的目标都飞离了预定位置,探测已经无法进行。
没有办法,日本科学家们紧急商讨对策,并将探测目标换成了25143号小行星“糸川”。这是一颗1998年才被发现,以日本火箭科学先驱糸川英夫(1912~1999)的名字命名的小行星。星体长大约500米,宽度厚度大约均为200多米。
2003年5月9日,“MUSES-C”探测器终于发射升空,并在升空后不久被重新命名为“隼鸟”(はやぶさ)。然而,这好事还没磨完。
太空飞行期间,太阳发生了一次有记录以来最猛烈的耀斑爆发,这次爆发直接导致“隼鸟”的太阳能电池受损,进而导致其用于推进的离子发动机受到影响。2004年5月19日,“隼鸟”从地球附近飞过进行引力弹弓加速,并最终在当年9月12日抵达“糸川”小行星。由于离子发动机受损,此时已经比预定时间晚了近3个月。
当年11月初,JAXA宣布“隼鸟”探测器打算在11月4日进行一次尝试着陆。但这次尝试最终还是没有进行,因为科学家们发现很难找到合适的降落地点。
随后,在11月12日,JAXA决定先把一颗名为“MINERVA”的微型着陆器释放到小行星表面。“MINERVA”是一个缩写,意思是“微型小行星机械装置”,这是一个大约一斤重的测试着陆机器人,可以在小行星表面弹跳行进并开展多地点考察活动。非常遗憾,这个小机器人没能降落到小行星地表,它飘走了…
最终,在11月底,“隼鸟”两次尝试在小行星上降落,但两次都因为搭载计算机不明原因地进入安全模式而无功而返,地面无法完全确认在此期间飞船究竟有没有成功采集到样本。
但不管如何,地面决定不再冒险,他们准备让“隼鸟”返回地球,如果再做耽搁,飞船恐将错过返回地球的最后时间窗口。但是在准备离开时,更多的故障发生了:飞船的姿态控制系统发生故障,紧接着还有燃料泄漏,以及通讯系统故障,一度让全球关心这次任务的所有人都捏一把汗。于是,几乎已经“残疾”的“隼鸟”号就这样朝着地球飞行,然而在此期间与地面的联系又数次中断...
在返回地球期间,“隼鸟”的4台离子发动机中只有两台还能工作,11块电池里还有7块能够使用,后来仅剩的两台发动机中,又有一台发生故障而停止工作。
最终,经过漫长跋涉,2010年6月13日,“隼鸟”总算携带着样品舱抵达了地球,并开始冲入大气层。“隼鸟”飞船在大气层中焚毁,但加装隔热设计的样品舱保存了下来,并安全落到了澳大利亚境内。
2010年11月份,JAXA表示,他们在“隼鸟”的样品舱内找到大约1500个岩石颗粒,其中大部分被认为属于“地外来源”,也就是来自小行星。
出于谨慎起见,JAXA的科学家花费数月时间进行详细分析,排除了这些颗粒是地球表面物质,或是飞行途中沾染的宇宙尘埃的可能性。
在初步分析结果中,JAXA科学家们宣布他们检测到橄榄石和辉石成分,这些矿物成分在地球上很常见,但也存在于月球与火星岩石中。这些颗粒非常小,直径一般在10微米量级,不到头发丝直径的1/10。
目前日本全面负责民用航天发展的机构是“日本宇宙航空研究开发机构”(JAXA),该机构成立于2003年,但“隼鸟”号探测任务的提出时间甚至还要早于JAXA的成立。在那之前,日本的航天部门之一,后来成为JAXA一部分的“宇宙科学研究所”(ISAS)就提出,计划在1990年代规划实施一次小行星取样返回任务。当时日本科学家们设想对1943号小行星“Anteros”进行取样返回。但最终,这一项目方案还是被搁置了,最主要的原因是日方评估计划难度后认为,在技术上尚不具备成熟条件。
到了1990年代中期,“宇宙科学研究所”规划了一项代号“MUSES-C”的取样返回任务,其计划取样的目标是小行星4660 Nereus,备份目标是小行星1989 ML。然而,原本准备用于发射的火箭研制却出现问题,导致发射迟迟无法进行,在令人不安的等待中,这两个原先预定的目标都飞离了预定位置,探测已经无法进行。
没有办法,日本科学家们紧急商讨对策,并将探测目标换成了25143号小行星“糸川”。这是一颗1998年才被发现,以日本火箭科学先驱糸川英夫(1912~1999)的名字命名的小行星。星体长大约500米,宽度厚度大约均为200多米。
2003年5月9日,“MUSES-C”探测器终于发射升空,并在升空后不久被重新命名为“隼鸟”(はやぶさ)。然而,这好事还没磨完。
太空飞行期间,太阳发生了一次有记录以来最猛烈的耀斑爆发,这次爆发直接导致“隼鸟”的太阳能电池受损,进而导致其用于推进的离子发动机受到影响。2004年5月19日,“隼鸟”从地球附近飞过进行引力弹弓加速,并最终在当年9月12日抵达“糸川”小行星。由于离子发动机受损,此时已经比预定时间晚了近3个月。
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随后,在11月12日,JAXA决定先把一颗名为“MINERVA”的微型着陆器释放到小行星表面。“MINERVA”是一个缩写,意思是“微型小行星机械装置”,这是一个大约一斤重的测试着陆机器人,可以在小行星表面弹跳行进并开展多地点考察活动。非常遗憾,这个小机器人没能降落到小行星地表,它飘走了…
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在返回地球期间,“隼鸟”的4台离子发动机中只有两台还能工作,11块电池里还有7块能够使用,后来仅剩的两台发动机中,又有一台发生故障而停止工作。
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