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“隼鸟二号”的龙宫寻宝之旅

2021-08-14林宽雨

科学大众(中学) 2021年8期
关键词:龙宫土特产寻宝

林宽雨

更加优秀的后辈——“隼鸟二号”

提起探索小行星的探测器,相信很多人会先想到“隼鸟号”,这个探测器去丝川小行星的寻宝之旅堪比宇宙版的西天取经,历经重重劫难,最终有惊无险地将宝物带回了地球,它也因此被称为“不死鸟”。虽然“隼鸟号”的经历听起来很励志,但总这么干,研究人员的心脏可受不了。在研究人员心里,探测器顺顺利利地去,再顺顺利利地回,才是最好的结果。

为了不让“隼鸟二号”像它的前辈那样总让人虚惊一场,研究人员对“隼鸟二号”做了一些重大改进,增加了不少装备,让它变得更靠谱。比如,“隼鸟二号”的天线数量增加到了两个,彼此之间不会产生干扰且都可以跟地面的研究人员取得联系,这样的双保险能够大大降低“隼鸟二号”玩突然失踪的概率;测星仪同样增加到了两个,让定位和轨道调整变得更精确;标记球数量由“隼鸟号”的三个增加到了五个,更容易获得自己的位置坐标;“隼鸟号”携带的唯一一个巡视器因为操作失误,着陆失败了,为了不步前辈的后尘,“隼鸟二号”带了一个着陆器和三个巡视器同自己一起前往龙宫……

全面探索,揭开龙宫神秘面纱

“隼鸟二号”寻宝的目的地是一颗名为“龙宫”的小行星,它的名字来源于日本民间故事《浦岛太郎》。故事中的主角浦岛太郎去了龙宫,并从龙宫带回了宝物。人们希望前往小行星寻宝的“隼鸟二号”最终也能像浦岛太郎那样,带着宝物凯旋,所以给小行星取了“龙宫”这个名字。

除了带回宝物,“隼鸟二号”还要对龙宫进行一个深入的探访。龙宫是一颗碳质小行星,这类小行星上可能富含水和有机物,探索它们不仅有助于了解太阳系早期的历史和演化,说不定还能意外发现地球生命起源的相关线索。

最终,“隼鸟二号”没有让大家失望,千里迢迢赶到龙宫的它真的发现了不少关于龙宫的秘密。比如:

·乱石堆的本质

表面看起来是一个整体的龙宫,其实是一个乱石堆。根据“隼鸟二号”的探测,龙宫是由很多大大小小的石块聚在一起形成的小行星,并且这些石块很松散,彼此之间存在很大空隙,引力很弱。

·陀螺形状的由来

和很多小行星一样,龙宫也具有酷似旋转陀螺的外表。根据研究人员的分析,这种形状的形成和它本身的运动有关。曾经的龙宫也是一个酷爱运动的“少年”,在它的快速自转下,大量物质向赤道附近移动,慢慢地就形成了现在这种两头细、中间粗的体形。不过,随着龙宫转速的减慢,赤道上的物质已经重新向两头移动了,龙宫也在慢慢变瘦了。

·龙宫缺水的原因

在我们的印象中,龙宫最不缺的就应该是水,龙宫小行星却不然。“隼鸟二号”传回的数据显示,龙宫上虽然有水,但远没有人们想象中的那么多,它属于一颗不合格的碳质小行星。至于龙宫为什么会缺水,人们给出了不少猜测。比如,龙宫在形成的过程中涉及一些升温过程,因为高温而脱水了;龙宫曾经离太阳更近些,水分的缺失源于太阳过度的热情;龙宫缺水是先天的,组成龙宫的碎片本身就来自缺水的小行星……总之,这真的是一个缺水的龙宫。

·龙宫身世之谜

如果说龙宫是由其他小行星的碎片构成的,那么,促成龙宫形成的母体小行星是何方神圣?对于这个问题,研究人员还不能给出一个确切的答案。不过,从光谱形态来看,龙宫的光谱特征跟小行星波兰和欧拉莉娅最为相似,这两个小行星背后都有一个庞大的家族,龙宫可能就是由这两个家族中某个成员的碎片构成的。

“隼鸟二号”带回了何等宝贝

看到这里,大家一定有点着急了,“隼鸟二号”究竟从龙宫带回了什么宝贝呢?这件宝贝就是龙宫的“土特产”——尘埃。下面,我们就给大家讲讲“隼鸟二号”是如何从遥远的龙宫把“土特产”带回家的。

第一步:精准着陆

想从龙宫带回“土特产”,就得想办法在龙宫着陆。“隼鸟二号”在对龙宫进行探索的同时,还派了两个小型探测器调查龙宫表面的各种信息,选择最佳着陆位置。经过调查,研究人员发现龙宫表面的环境远比想象中的复杂,大部分地区都布满碎石,很难找到大片平坦开阔的地带,最终可着陆范围被缩小到了一块半径仅有3米左右的区域。这块着陆区域看似还挺大,但把它放在一颗距离地球3亿多千米、直径约900米的小行星上,就显得非常小了。不过,“隼鸟二号”最终还是克服了困难,在偏离预定着陆区中心1米的位置成功着陆,上演了航天版的百步穿杨。

第二步:第一次采样

说是着陆,其实“隼鸟二号”只是用长长的采样杆短暂接触了一下龙宫表面就离开了,整个过程只有几秒钟。接触几秒钟就能带走土特产?当然没这么简单,“隼鸟二号”在采样杆接触到龙宫表面的时候,还向其发射了一枚直径8 毫米的钽质子弹。这枚子弹以300米/秒的速度奔向龙宫表面,溅起了表面的尘埃。“隼鸟二号”趁机开始收集,利用采样杆将溅起的尘埃收进样本收纳器中。

第三步:第二次采样

顺利完成第一次采样的“隼鸟二号”并没有打道回府,在第一次采样完成一个多月之后,它对龙宫表面进行了一次规模更大的行动——投下了一枚装有9.5千克炸药的撞击器。撞击器在半空中引爆了炸药,爆炸产生的冲击让撞击器的底端薄板变成了一枚炮弹,高速冲向龙宫表面。因为这次的破坏效果比第一次要大得多,为了不被误伤,“隼鸟二号”丢完撞击器就溜之大吉了。最终,龙宫表面被炸出一个直径达10多米的大坑。虽然“隼鸟二号”在炸药爆炸之前就溜了,但它在破坏现场留下了一个相机,让这个相机记录下了发生的一切。

当然“,隼鸟二号”这么做并不是为了搞破坏,它是要通过这种方式得到更多的龙宫“土特产”。在撞击事件发生3个多月后,“隼鸟二号”又一次来到了破坏现场。撞击让龙宫表面多了很多来自地下的新鲜物质,“隼鸟二号”要做的就是将它们收入囊中。值得一提的是,“隼鸟二号”在第一次取宝的时候受了点伤,所以这次属于带伤作业。尽管如此,凭借着研究人员的精心策划和自己的反复练习,“隼鸟二号”最终还是漂亮地完成了这次收集“土特产”的任務。

第四步:打道回府

“隼鸟二号”不负使命,圆满地完成了两次收集任务,成为人类历史上首个在小行星上完成多次着陆采样,并采集到了小行星次表层地下土特产的探测器。收获满满的“隼鸟二号”最终于2019年11月跟龙宫挥手告别,踏上了回家之旅。

第五步:成功送达

2020年12月,离家6年的“隼鸟二号”最终带着从龙宫收集的“土特产”回到了地球母亲的怀抱,它的返回舱降落在澳大利亚的沙漠中。目前,研究人员已经开始对其进行相关研究。根据计算,“隼鸟二号”此次带回的“土特产”质量在5.4克以上,收获颇丰。值得一提的是,虽然对龙宫的取样任务完成了,但“隼鸟二号”的寻宝之旅并未就此停止。在和返回舱分离后,“隼鸟二号”已经踏上了新的旅途。这次,它要前往一颗名为“1998KY26”的小行星,预计将于2031年抵达目的地。

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