首页 » 国内科研 >

NASA的OSIRIS-REx即将标记一颗小行星:关于Bennu的10件事

2021-11-15 13:50:08来源:

这张小行星Bennu的马赛克图像由OSIRIS-REx航天器于2018年12月2日收集的12幅PolyCam图像组成,其飞行距离为15英里(24公里)。

美国宇航局于2018年12月3日完成了从古老小行星返回样本的第一个任务,即其目标小行星Bennu。此任务是“起源”,“光谱解释”,“资源识别”,“安全性重做资源管理器”或“ OSIRIS-REx”,历时7年之久,最终将向地球交付至少2.1盎司(60克),并可能达到几乎四个半磅(两千克)的样品。它有望成为自阿波罗时代以来从太空带回的最大数量的外星物质。

小行星发现的20周年纪念日是在2019年9月-从那以后科学家一直在收集数据。这是我们太阳系初期有关这种原始残留物的已知信息(以及我们希望找到的一些信息)。

1.非常非常黑暗…

Bennu被归类为B型小行星,这意味着它的各种矿物质及其内部都含有大量碳。Bennu的碳含量在小行星上形成了一个表面,该表面反射了大约4%的撞击光,但这并不是很多。相比之下,太阳系最亮的行星金星反射了约65%的入射阳光,而地球反射了约30%。Bennu是一种碳质小行星,并未经历过剧烈的,改变组成的变化,这意味着它的深于沥青黑色表面之上和之下的是化学物质和岩石,它们来自太阳系的诞生。

2.…而且非常非常古老。

Bennu数十亿年来一直(大部分)没有受到干扰。它不仅位置便利且含碳,而且非常原始,以致科学家计算出它是在我们太阳系历史的前1000万年(即45亿年前)中形成的。多亏了Yarkovsky效应-当小行星吸收阳光并将能量重新转化为热量时产生的轻微推动力-以及来自其他天体的引力拖船,它已经从可能的出生地越来越靠近地球:主小行星带火星和木星。

3.Bennu是“碎石堆”小行星-但不要让这个名字欺骗您。

Bennu是太空垃圾还是科学宝藏?虽然“瓦砾堆”听起来像是一种侮辱,但实际上是一个真正的天文学分类。像本努(Bennu)这样的碎石小行星是由许多岩石碎片组成的天体,这些岩石碎片在重力作用下被压缩在一起。当撞击使更大的物体破碎时,就会产生这种碎屑(对Bennu来说,它是一颗约60英里(约100公里)宽的母小行星)。相比之下,本努(Bennu)大约与帝国大厦(Empire State Building)一样高。这些碎片造成的碎片可能只花了几周的时间就凝聚成Bennu的瓦砾堆。Bennu内部充满孔洞,其体积的20%到40%为空白。如果小行星开始旋转得更快或与行星体的相互作用太紧密,则实际上有飞散的危险。

4.小行星可能会暗示地球上所有生命的起源…

Bennu是一种原始的人工制品,保存在太空真空中,在行星,卫星,小行星和彗星之间运行。由于本努(Bennu)太旧了,它可以由包含生命最初在地球上形成时存在的分子的材料制成。所有地球生命形式都是基于与氧,氢,氮和其他元素结合的碳原子链。但是,科学家希望从Bennu的样本中找到的那种有机材料不一定总是来自生物学。不过,它将进一步进行科学家的探索,以发现富含有机物的小行星在催化地球生命中所起的作用。

5.…而且还有铂金和黄金!

地球上的珠宝听起来很棒,与地球上的平均地壳相比,本努可能富含铂和金。尽管大多数并不是完全由固态金属制成的(但小行星16 Psyche可能是!),但许多小行星确实包含可以在工业上代替地球有限资源使用的元素。仔细研究这个小行星将回答有关在深空探索和旅行期间进行小行星开采是否可行的问题的答案。尽管稀有金属吸引了最多的注意力,但水可能是本努市最重要的资源。水(两个与氧原子键合的氢原子)可用于饮用或分解成各种成分,以获取可呼吸的空气和火箭燃料。鉴于将材料运送到太空的高昂成本,如果宇航员可以从小行星中提取水以维持生命和提供燃料,那么宇宙以外的宇宙将比以往任何时候都更接近人类。

6.阳光可以改变小行星的整个轨迹。

重力并不是本努命运的唯一因素。Bennu面向太阳的一面被阳光加热,但是Bennu的一天仅持续4个小时零17.8分钟,因此面向太阳的表面部分会不断变化。随着Bennu继续旋转,它排出了热量,这使小行星每年向太阳微小推动约0.18英里(约0.29公里),从而改变了轨道。

7.Bennu在下个世纪末会影响地球的可能性很小。

由美国国家航空航天局(NASA)资助的林肯近地小行星研究小组于1999年发现了本努(Bennu)。美国国家航空航天局(NASA)的行星防御协调办公室继续跟踪近地天体(NEO),尤其是像本努这样的天体,它们将进入地球轨道约460万英里(750万公里),被归类为潜在危险物体。在2175年和2199年之间,Bennu撞击地球的机会只有2700分之一,但是科学家仍然不想背弃小行星。本努(Bennu)沿科学家自信地预测过的路径猛扑太阳系,但他们将通过OSIRIS-REx对Yarkovsky效应的测量以及天文学家的未来观察来完善他们的预测。

这一系列图像是在2020年8月11日OSIRIS-REx任务样本采集活动的第二次演习中捕获的,显示了SamCam成像器在NASA航天器接近小行星Bennu的表面时的视野。演练使飞船通过了采样序列的前三次操作,到达了地面以上约131英尺(40米)的位置,此后,飞船进行了一次后退燃烧。

早期在地球上对小行星的观测表明,该小行星的表面光滑,带有灰泥(疏松的未固结材料的顶层),其最大粒径小于一英寸(几厘米)。随着OSIRIS-REx航天器能够以更高的分辨率拍摄照片,很明显,对Bennu进行采样比以前认为的要危险得多:Bennu表面的新图像显示,它大部分被大块巨石覆盖,而不是小石头。OSIRIS-REx的设计目的是在Bennu上近2,000平方码(米)的区域内进行导航,该区域的大小约为100个停车位。现在,它必须在不到100平方码(约5个停车位)的区域内,在本努的岩石表面上操纵到安全的地点。

此图显示了样本站点Nightingale,这是OSIRIS-REx在小行星Bennu上的主要样本收集站点。该图像上覆盖了OSIRIS-REx航天器的图形,以说明场地的规模。

Bennu在2013年由来自北卡罗来纳州的一个九岁男孩命名,该男孩赢得了小行星的名字!竞赛,任务,行星学会和发现本努的LINEAR小行星调查之间的协作。迈克尔·普齐奥(Michael Puzio)通过暗示飞船的“一键通”采样机制(TAGSAM)臂和太阳能电池板在脖子和翅膀上类似于本努的插图赢得了比赛,本努人通常将古努人描绘成灰鹭。Bennu是与太阳,创造和重生联系在一起的古埃及神灵-Puzio还指出Bennu是Osiris的活生生的象征。Bennu的神话适合小行星本身,因为它是可追溯到太阳系创建的原始物体。起源和重生的主题是这个小行星故事的一部分。鸟类和类似鸟类的生物也是各种古代神话中重生,创造和起源的象征。

10.Bennu仍然让我们感到惊讶!

太空船的导航摄像机观察到,本努每周喷出几次粒子流。Bennu显然不仅是一种稀有的活跃小行星(只有少数已经被确认),而且可能是由NASA的Dawn任务探测到的谷神星(Ceres),这是人类从航天器上观察到的首例。最近,任务小组发现阳光可以使Bennu上的岩石破裂,并且它的表面还散布着另一颗小行星。随着任务的进行,更多的碎片将被添加到Bennu的宇宙拼图中,并且每个碎片都会使太阳系的进化历史变得越来越清晰。

这种小行星Bennu于2019年1月19日从其表面喷出粒子的视图是通过组合NASA OSIRIS-REx航天器上拍摄的两个图像而创建的。还应用了其他图像处理技术,例如裁剪和调整每个图像的亮度和对比度。

戈达德提供OSIRIS-REx的总体任务管理,系统工程以及安全和任务保证。图森市亚利桑那大学的但丁·劳雷塔(Dante Lauretta)是首席研究员,亚利桑那大学还领导科学团队以及该特派团的科学观测计划和数据处理。丹佛的洛克希德·马丁航天公司制造了该航天器,并正在提供飞行操作。Goddard和KinetX Aerospace负责OSIRIS-REx航天器的导航。OSIRIS-REx是NASA新边界计划的第三项任务,该计划由位于阿拉巴马州汉茨维尔的NASA马歇尔太空飞行中心管理,由该机构的华盛顿科学任务局负责。