3億公里外,日本隼鳥2號飛船在小行星上「暴力采礦」,碎石橫濺

當許多國家都熱衷于在 月球和火星探測的時候,不走尋常路的 日本將目光放在了小行星之上,于是日本的 隼鳥 2 就朝著 龍宮小行星飛去了。

大家知道他們此次去做了什麼嗎?僅僅是觀測顯然是不夠的,所以 隼鳥 2號的終極目標是「完成采礦」

那麼,為什麼日本將目標定在了龍宮小行星?隼鳥2號是 如何進行采礦的?小行星采礦和月球采礦是一樣的嗎?為什麼日本要探訪小行星?

從相關資料就能看出,日本隼鳥2號飛船在3億公里外的 采礦方式是非常暴力的,現場碎石橫濺!然而此次采礦除了暴力之外其實還細節滿滿,那麼隼鳥2號的采礦細節到底有多驚人呢?就讓我們一起來看看吧!

隼鳥2號「暴力采礦」

大家都知道2020年12月17日咱們的嫦娥五號「滿載而歸」,而就在同一個月,日本離家6年的 隼鳥 2 號探測器的返回艙也平穩落地了,也帶了些「小行星土特產」,一共 5.4 克小行星樣本

許多人可能對日本此次的小行星探測確實知之甚少,那麼我們就先簡單回顧一下隼鳥2號的奇幻旅行。 2014年的12月4 ,日本的宇宙航空研究開發機構也就是 JAXA將隼鳥2 號探測器成功發射。此后它就朝著自己的「心動嘉賓」代號為「 龍宮」的小行星飛去,到了2018年的6月,終于飛到了距離龍宮20公里的地方。

僅僅抵達上空是不夠的,因此隼鳥2號就開始了一系列準備工作,要與龍宮來個「親密接觸」。為了能夠順利完成采礦,隼鳥2號從2018年的6月27日一直考察到2019年的2月11日才行動,在這期間它對龍宮進行了仔細觀察,使用相關設備 分析了龍宮表面巖石的基本物理特征

許多人可能以為,小行星采礦就和月球采礦差不多。實際上, 小行星的采礦難度更大一些,因為相較于月球的引力, 小行星的引力實在是太弱了。因此探測器的著陸和采樣都面臨著「 失控反彈」的風險。顯然,這時照搬月球采礦的方法是難以完成任務的。

因此日本科學家為 隼鳥 2 設計了 「暴力采礦」 計劃,首次著陸時使用了「 彈子彈射」取樣的方式。該裝置當中由彈子和空彈器等組成,彈子的質量雖然只有3.5g,但是密度非常大,所以 沖擊力還是很強的

當彈子以300m/s的速度飛出之后, 撞擊到了龍宮的表面使得碎石橫濺,這時 采樣裝置張開自己的 「喇叭口」 進行取樣收集。說到這兒大家應該就明白了,隼鳥2號在小行星之上的采礦方式和傳統的方式不一樣,而是「對其開槍」,確實有夠暴力。

有了第一次的成功實踐之后,隼鳥2號就開始準備起了自己的第二次采礦,這次的場面比第一次還要厲害。

二次采礦更暴力

第一次只是朝著龍宮開了一槍,而為了在第二次能夠采集到更多的樣本,日本科學家決定對龍宮進行 「炮彈攻擊」。這個炮彈其實是他們專門設計的一個撞擊裝置,其質量為14千克,看起來就是一個 半球形的圓錐體,內部裝著9.5千克的炸藥。

資料顯示撞擊裝置以純銅為殼體,厚度為5mm、質量為2kg的圓錐形構架在爆炸后在1/1000s的時間內形成一個堅硬的錐形銅金屬塊,并以2km/s的速度撞擊在龍宮小行星上選定的目標點(L12), 形成一個直徑約10m的小行星坑。

2019年的4月5 隼鳥 2 號成功發射了這個炮彈并且打出了一個撞擊坑

值得一提的是,雖然這個炸彈放在地球上來說威力確實不算什麼,但是由于小行星附近的 弱引力等特征, 讓探測器直面 「爆炸」 并不安全。所以 隼鳥 2 號在引爆炸彈之前,轉移到了龍宮的后方,避免爆炸產生的碎石誤傷到自己。

所幸引爆還是很順利的,并且經過后續考察來看,爆炸產生的「坑」也還算完美。所以在7月9日到12日之間,科學家讓隼鳥2號開始 第二次采礦。在抵達既定的撞擊坑上方之后,探測器釋放出了「 高壓氮氣」。

在氣體的「沖擊」之下,坑內頓時再次「碎石橫濺」,隼鳥2號立即伸出自己的取樣「喇叭」,將這些揚起的碎屑全部都收集了起來。根據JAXA后續召開的記者發布會來看, 二次采礦獲得的樣本數量還是比較可觀的,符合他們的預期值。

實際上,不論是隼鳥2號的首次采礦還是二次采礦,都體現出了日本此次行動「另辟蹊徑」的特征。

要知道,以人類在月球上進行采礦的歷史來看,一般都是 著陸之后進行 「鉆孔」。隼鳥2號不論是使用彈子彈射還是使用撞擊裝置爆破,都算是開創先河了。

畢竟小行星的體格和月球相比還是差太多了,所以根據其「引力微小」以及表面環境無法確定的特征,不論是從探測器于 前期精確頂點附著控制還是 在后續的微弱引力之下采樣的情況來看,隼鳥2號都做的相當不錯。

相較于它前輩 隼鳥 1 的坎坷歷史來看,隼鳥2號不僅在各種設備方面「鳥槍換炮」,并且在有了經驗之后,再度探索采樣確實順利得多。

說到這,大家應該對隼鳥2號暴力采礦的相關細節完全了解了。不過可能會有很多人疑惑, 為什麼 日本放著大的行星不去探索,反而要去造訪這種小行星?

實際上,近些年來, 小行星探測在深空探測領域還是比較 「熱門」 ,并且由于各種因素的限制, 小行星探測的難度其實還是非常大的

小行星探測

與隼鳥2號親密接觸的這顆小行星 直徑大約為 900 ,在2018年時和地球的距離大約為3×10^8公里,其 引力場也非常弱,大約只有地球的 1/60000

此次日本將其當做探測目標,主要是 這顆小行星此前從未有探測器造訪過,因此日本算是「首位」。

至于為什麼要探測,JAXA的任務經理 吉川表示,是 想要了解太陽系的起源問題,因為 小行星之上的巖石有助于人類認識早期的太陽系

其實除了日本以外,從上世紀九十年代開始,像 美國和歐洲航天局都曾實施過小行星探測任務。尤其是美國,他們一邊忙著探索火星的時候也沒冷落小行星,發射過不少探測器造訪不同的小行星。

當然,小行星探測不一定都要像隼鳥2號這樣完成取樣, 飛越或者繞飛探測也算完成探測任務。目前各國的主要目標都是 近地小行星,并沒有急于「挑戰」距離較遠的星球。

值得一提的是,大家可能不知道,咱們的嫦娥二號在順利完成了 月球探測之后,就開始了「 支線任務」。

它在2012年的12月13日時以10.73km/s的速度和 4179 號小行星完成了「擦肩而過」,為其拍下了一張照片。這是 中國首次完成小行星飛越探測,從圖片可以看出, 這顆小行星就像是一顆 「畸形」 的花生米

總之從小行星的探測歷史來看,現在人類已經從以往的「支線任務」順路看看,發展成了專門設置獨立的小行星探測項目,而 任務目標也從飛越、繞飛變成了著陸和采樣

相信在這種發展趨勢之下,未來的小行星探測可以為科學家 研究太陽系早期歷史甚至是地球生命起源提供更多的材料和證據。

至于以后其他國家會不會也像日本的隼鳥2號這樣進行「暴力采礦」就不一定了,畢竟隨著科技的不斷發展, 未來小行星的采樣應該會更加容易和順利

但不得不說隼鳥2號的成功采礦和順利返回,都為其他國家提供了一個「可行方案」,具備很高的參考價值!

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