文/ 迟惑

2016年，美国宇航局发射了奥西里斯-雷克斯探测器前往“贝努”小行星。与“隼鸟号”选择的坚硬目标不同，“贝努”是一颗松散结构的小行星，质地不算很软也不算很硬。于是美国宇航局为它设计了一种奇怪的采样方式，简单说就是“吹”加“吸”。

工作过程

“奥西里斯-雷克斯”的采样过程，看起来充满了上世纪六七十年代科幻动画片的风格。在探测器上，除了各种遥感仪器之外，最重要的就是一个采样机械臂。它有一个复杂的名字，叫做“接触和前进样品获取机构”，简称TAGSAM。TAGSAM 长约11 英尺（3.35 米），有3 个关节，圆盘型的样本采集头在最前面。在飞行过程前期，TAGSAM 都处在收拢状态。

在采样期间，TAGSAM 沿着探测器的质心将采样盘伸出去，距离有效载荷安装面3 米左右。当采样盘接触到小行星表面时，机械臂内部的弹簧起到一定的缓冲作用，然后触发机械臂上的微动开关，监控接触加速度，共同确定采样盘是不是与表面接触了。一旦确认，计算机就会启动氮气瓶喷射。

采样盘的结构是气管在外、收集槽在内。氮气从气管喷出，垂直吹到小行星表面，把土壤和石子颗粒吹起来，强迫它们顶开收纳槽表面的聚酯薄膜，进入收纳槽内部。收纳槽外圆周上设置了孔径只有38 微米的不锈钢筛网，气体可以通过，但土石样品无法通过。这样可以有效收集尘埃尺寸的表土。

▲“奥西里斯-雷克斯”的采样方式模拟图

▲“奥西里斯-雷克斯”的采样盘模拟图

在地球上的试验期间，人们发现，这种设计只要1 秒钟就可以收集足够的样品。……