航天面面觀 2019-02-21 15:55

在經過一系列精心準備後,日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)的「隼鳥2號」探測器即將在小行星「龍宮」進行首次「著陸」取樣。按計劃,隼鳥2號於2月21日早晨從20公里上空開始下降,2月22日早晨7點(北京時間)左右進行首次「著陸」取樣。

「隼鳥2號」是世界上首次從小行星迴收樣本的「隼鳥號」的後續探測器,它長1米、寬1.6米、高約1.25米,重約600公斤,開發時間約2年半。它將花費3年半時間,飛行3億公里,前往「1999JU3」號小行星執行採樣任務,預定2020年底返回地球。

為避免再像隼鳥號那樣多次出現故障,隼鳥2號在隼鳥號的基礎上進行了切實的技術改良,作為動力源的離子發動機的推進力增加了25%,能夠使用更長時間,通信天線也提高了通信量。「隼鳥號」 採用了單一的拋物面天線,而「 隼鳥2號」 則配備了雙平面高增益天線,以支持提高通信速度。

為了從小行星上採集物質,隼鳥2號身上還攜帶了圓筒形衝擊器,衝擊器與探測器分離後會爆炸,利用爆炸產生的壓力拋出金屬塊,人工製造出凹坑,從而使探測器採集到小行星內部的新鮮物質。

北京時間2014年12月3日12:22,執行日本第二次小行星取樣返回任務的「隼鳥2號」探測器由一枚H-2A火箭從種子島航天發射中心成功發射。

發射後飛行一切順利。2018年2月26號,在距離目的地龍宮130萬公里的地方,隼鳥2號第一次拍到了這顆小行星的照片。

離得還是太遠,繼續前進!

2018年6月6日,隼鳥2號探測器使用光學導航相機,再次拍攝了它此行的目的地——小行星龍宮(Ryugu),沒錯,就是最亮的那顆!

近了近了!

隨著距離的拉近,照片中的小行星龍宮(Ryugu)也越來越清晰了。

日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)再次發布小行星龍宮(Ryugu)的清晰照片,這是隼鳥2號在2018年6月24日拍攝的,拍攝時,它距離小行星龍宮(Ryugu)大約40km。

2018年6月27日,「隼鳥2號」已經抵達距離此行的目的地龍宮(Ryugu)20公里的地方。為尋找適宜著陸點它將繞「龍宮」不斷觀測。

3個小型探測器已經被提前釋放,成功著陸!

在隼鳥2號大型探測器「著陸"採樣之前,它已經提前釋放了3個小型探測器,2018年9月21日,被稱為「Minerva-II-1」的兩個小型探測器降落在了「龍宮」上。這兩個探測器因極為微弱的重力關係緩慢地漂浮在小行星表面。

被稱為「Minerva-II-1」的兩個小型探測器,兩個探測器都是圓柱體,寬18釐米,高7釐米,各重1.1千克。它們已經降落在『小行星「龍宮」表面。

據瞭解,Minerva-II-1兩個小型探測器配有攝像頭、溫度感測器、加速計、陀螺儀等工具。其中,攝像頭用於觀察龍宮表面。

Minerva-II-1小型探測器成功著陸小行星「龍宮」表面,並且傳回了它們拍攝的圖像,看,石頭眾多!

Minerva-II-1小型探測器成功著陸小行星「龍宮」表面後,緊接著,2018年10月3日,一個名為吉祥物(Mascot)的探測器被投放在「龍宮」表面。由德國宇航中心(DLR)提供的「 MASCOT」 著陸器重10kg,由該中心同法國國家空間研究中心( CNES) 和JAXA合作研製。它攜帶有四臺設備:磁力計、廣角攝像機、紅外顯微鏡、輻射計。

「 MASCOT」 著陸器沒有安裝太陽能電池板,自帶鋰電,原計劃工作16個小時,實際情況好於預期,超過了17小時。

實際著陸過程非常順利,隼鳥二號還拍到了當時的著陸畫面,看!

可以看到,小行星」龍宮「表面布滿沙石,地表凹凸不平。

按原計劃,隼鳥二號首次「著陸」採樣將於2018年10月下旬進行,但計劃不如變化快。

日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)宣佈,將把小行星探測器「隼鳥二號」原定於本月下旬在小行星「龍宮」著陸的計劃,推遲到2019年1月下旬以後進行。

推遲了?為啥啊?JAXA向媒體表示,通過對小型探測機器人拍攝的地表圖像等進行分析後發現,「龍宮」是由岩石構成的,地表凹凸不平,很難找到平坦的地方。因此,該機構認為,為了讓「隼鳥二號」安全著陸,必須進一步開展調查研究工作,因而宣佈將「隼鳥二號」著陸「龍宮」的計劃推遲到2019年1月下旬以後進行。JAXA作出這個決定可以說意料之中,因為早在2018年6月下旬,「隼鳥二號」(Hayabusa2)探測器到達距目標小行星「龍宮」(Ryugu)20公里處並且傳回「龍宮」表面圖像之後,JAXA的研究人員就感覺有些「不妙」,預想中的「龍宮」表面非常光滑,圖像傳回以後,誰想到上面布滿岩石,根本不是想像的那樣。【允悲】因為小行星「龍宮」表面太過粗糙,所以想要在「龍宮」上找到合適的著陸點比預期中的要難的多!

2018年8月份,JAXA公佈了隼鳥二號的計劃著陸位置——L08,備選著陸點為L07和M04。

可以看到,和其他幾處相比,「L08」表面相對平整,岩石不是太多。在釋放3個小型探測器之後,JAXA宣佈推遲「隼鳥二號」首次「著陸」採樣,應該是看到探測器拍攝的小行星「龍宮」表面近距離圖片後,更加忐忑了。

JAXA:沒想到啊沒想到,你的表面這麼多石頭,讓「隼鳥二號」如何懸停採樣?

小行星「龍宮」:

JAXA將根據「隼鳥二號」拍攝的「龍宮」表面圖片選擇更加精確更適合採樣的著陸點,在採樣問題上必須慎之又慎,為了「隼鳥二號」採樣返回任務,研究人員耗費了太多精力和心血,謹慎一些,沒什麼不好!

如何採樣呢?如何採樣呢?在選擇好採樣位置後,探測器不會立即下降著陸,而是在採樣前先釋放一顆標記物。標記物就像沙包一樣降落在小行星表面,一旦穩定下來就可以反射光線幫助下降中的探測器確定位置

標記物直徑約10釐米,隼鳥號攜帶了3個,隼鳥2號攜帶了5個。

它的作用就像大海中的燈塔,為探測器指明方向。

對於首次「著陸」取樣,投放標記物的工作已經於去年率先完成了,標記物的位置離此次預選採樣區較近,所以就不用再釋放一顆標記物了。

在上圖中,首次採樣位置就位於標記物(TM)附近的那個圓圈中,在小行星「龍宮」全貌中,紅點位置就是此次預選著陸採樣區。

首選採樣區域為L08-E1,備選區域為L08-B1。

「隼鳥2號」力爭在半徑3米的L08-E1內實現懸停取樣。當初曾力爭尋找100米見方的平坦區域著陸,但由於「龍宮」是散佈著很多岩石的地形,因而放棄了原計劃。一切準備就緒後,探測器就會緩緩下降,近距離接觸小行星表面,探測器的樣品採集裝置(取樣機械臂)搭載了一種彈射式採樣系統,該採樣系統利用可展開機械臂將投射器和捕捉器移動到取樣點,然後發射高速運動的射彈撞擊小行星表面,並利用捕捉器收集飛濺的岩石樣品。重量為5克的射彈將以300米/秒的速度擊中小行星表面,爆炸彈起的塵埃會由隼鳥2號的取樣機械臂收集到樣本容器裏。

隼鳥二號取樣機械臂

懸停採集完畢後,取樣機械臂會將採集到的樣品輸送到樣品容器裏。

樣本容器,所有的驚喜都將存放在這裡!

在完成首次懸停採樣後,隼鳥2號探測器將選擇合適的位置再次採樣,按計劃,它將3次懸停在小行星表面進行採樣。3次採樣任務結束後,按計劃,它將在2019年底飛離「龍宮」,最快將在2020年底返回地球。降落地點為澳大利亞內陸地區。屆時,珍貴的樣本密封艙將被回收並轉移至研究機構進行開封研究。如果一切順利,2020年底,傳奇、大片將再次上演,6年的時間,6億公里的非凡旅程!預祝一切順利,等好消息傳來!

更多精彩,敬請期待!

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