碎石横溅!日本隼鸟2号飞船在3亿公里外进行暴力采矿,细节满满
当许多国家都热衷于在 月球和火星探测 的时候,不走寻常路的 日本将目光放在了小行星之上 ,于是日本的 隼鸟2号 就朝着龙宫小行星 飞去了。
月球探测车
大家知道他们此次去做了什么吗?仅仅是观测显然是不够的,所以 隼鸟2号的终极目标是" 完成采矿 "。
那么,为什么日本将目标定在了龙宫小行星?隼鸟2号是 如何进行采矿 的?小行星采矿和月球采矿是一样的吗?为什么日本要探访小行星?
从相关资料就能看出,日本隼鸟2号飞船在3亿公里外的 采矿方式是非常暴力的,现场碎石横溅 !然而此次采矿除了暴力之外其实还细节满满,那么隼鸟2号的采矿细节到底有多惊人呢?就让我们一起来看看吧!
日本隼鸟2号隼鸟2号"暴力采矿"
大家都知道2020年12月17日咱们的嫦娥五号"满载而归",而就在同一个月,日本离家6年的 隼鸟2号探测器的返回舱也平稳落地了 ,也带了些"小行星土特产",一共 5.4克小行星样本 。
许多人可能对日本此次的小行星探测确实知之甚少,那么我们就先简单回顾一下隼鸟2号的奇幻旅行。 2014年的12月4日 ,日本的宇宙航空研究开发机构也就是 JAXA将隼鸟2号探测器成功发射 。此后它就朝着自己的"心动嘉宾"代号为"龙宫 "的小行星飞去,到了2018年的6月,终于飞到了距离龙宫20公里的地方。
"龙宫"小行星
仅仅抵达上空是不够的,因此隼鸟2号就开始了一系列准备工作,要与龙宫来个"亲密接触"。为了能够顺利完成采矿,隼鸟2号从2018年的6月27日一直考察到2019年的2月11日才行动,在这期间它对龙宫进行了仔细观察,使用相关设备 分析了龙宫表面岩石的基本物理特征 。
许多人可能以为,小行星采矿就和月球采矿差不多。实际上, 小行星的采矿难度更大一些 ,因为相较于月球的引力,小行星的引力实在是太弱了。
因此探测器的着陆和采样都面临着"失控反弹"的风险。显然,这时照搬月球采矿的方法是难以完成任务的。
月球采矿系统渲染图
因此日本科学家为 隼鸟2号 设计了 "暴力采矿"计划 ,首次着陆时使用了"弹子弹射"取样的方式。该装置当中由弹子和空弹器等组成,弹子的质量虽然只有3.5g,但是密度非常大,所以冲击力还是很强的。
当弹子以300m/s的速度飞出之后, 撞击到了龙宫的表面使得碎石横溅 ,这时 采样装置张开自己的"喇叭口"进行取样收集 。说到这儿大家应该就明白了,隼鸟2号在小行星之上的采矿方式和传统的方式不一样,而是"对其开枪",确实有够暴力。
暴力采矿
有了第一次的成功实践之后,隼鸟2号就开始准备起了自己的第二次采矿,这次的场面比第一次还要厉害。 二次采矿更暴力
第一次只是朝着龙宫开了一枪,而为了在第二次能够采集到更多的样本,日本科学家决定对龙宫进行 "炮弹攻击" 。这个炮弹其实是他们专门设计的一个撞击装置,其质量为14千克,看起来就是一个半球形的圆锥体,内部装着9.5千克的炸药。
飞溅的碎石
资料显示撞击装置以纯铜为壳体,厚度为5mm、质量为2kg的圆锥形构架在爆炸后在1/1000s的时间内形成一个坚硬的锥形铜金属块,并以2km/s的速度撞击在龙宫小行星上选定的目标点(L12), 形成一个直径约10m的小行星坑。
2019年的4月5日 , 隼鸟2号成功发射了这个炮弹并且打出了一个撞击坑 。
因炮弹攻击形成的撞击坑
值得一提的是,虽然这个炸弹放在地球上来说威力确实不算什么,但是由于小行星附近的 弱引力 等特征,让探测器直面"爆炸"并不安全。所以隼鸟2号在引爆炸弹之前,转移到了龙宫的后方,避免爆炸产生的碎石误伤到自己。
所幸引爆还是很顺利的,并且经过后续考察来看,爆炸产生的"坑"也还算完美。所以在7月9日到12日之间,科学家让隼鸟2号开始 第二次采矿 。在抵达既定的撞击坑上方之后,探测器释放出了"高压氮气 "。
高压液氮
在气体的"冲击"之下,坑内顿时再次"碎石横溅",隼鸟2号立即伸出自己的取样"喇叭",将这些扬起的碎屑全部都收集了起来。根据JAXA后续召开的记者发布会来看, 二次采矿获得的样本数量还是比较可观的 ,符合他们的预期值。
实际上,不论是隼鸟2号的首次采矿还是二次采矿,都体现出了日本此次行动"另辟蹊径"的特征。
"龙宫"小行星上的碎石堆
要知道,以人类在月球上进行采矿的历史来看,一般都是 着陆之后进行"钻孔" 。隼鸟2号不论是使用弹子弹射还是使用撞击装置爆破,都算是开创先河了。
毕竟小行星的体格和月球相比还是差太多了,所以根据其"引力微小"以及表面环境无法确定的特征,不论是从探测器于 前期精确顶点附着控制 还是在后续的微弱引力之下采样 的情况来看,隼鸟2号都做的相当不错。
小行星的东西半球
相较于它前辈 隼鸟1号 的坎坷历史来看,隼鸟2号不仅在各种设备方面"鸟枪换炮",并且在有了经验之后,再度探索采样确实顺利得多。
说到这,大家应该对隼鸟2号暴力采矿的相关细节完全了解了。不过可能会有很多人疑惑, 为什么日本放着大的行星不去探索,反而要去造访这种小行星?
我国的"天问一号"火星车
实际上,近些年来, 小行星探测在深空探测领域还是比较"热门"的 ,并且由于各种因素的限制, 小行星探测的难度其实还是非常大的 。 小行星探测
与隼鸟2号亲密接触的这颗小行星 直径大约为900米 ,在2018年时和地球的距离大约为3 10^8公里,其引力场也非常弱,大约只有地球的1/60000。
和地球比,"龙宫"实在太小了
此次日本将其当做探测目标,主要是 这颗小行星此前从未有探测器造访过 ,因此日本算是"首位"。
至于为什么要探测,JAXA的任务经理 吉川 表示,是 想要了解太阳系的起源问题 ,因为小行星之上的岩石有助于人类认识早期的太阳系。
其实除了日本以外,从上世纪九十年代开始,像 美国和欧洲航天局 都曾实施过小行星探测任务。尤其是美国,他们一边忙着探索火星的时候也没冷落小行星,发射过不少探测器造访不同的小行星。
美国宇航局探测过许多小行星
当然,小行星探测不一定都要像隼鸟2号这样完成取样, 飞越或者绕飞探测也算完成探测任务 。目前各国的主要目标都是 近地小行星 ,并没有急于"挑战"距离较远的星球。
值得一提的是,大家可能不知道,咱们的嫦娥二号在顺利完成了 月球探测 之后,就开始了" 支线任务 "。
嫦娥二号
它在2012年的12月13日时以10.73km/s的速度和 4179号小行星 完成了"擦肩而过",为其拍下了一张照片。这是 中国首次完成小行星飞越探测 ,从图片可以看出,这颗小行星就像是一颗"畸形"的花生米。
总之从小行星的探测历史来看,现在人类已经从以往的"支线任务"顺路看看,发展成了专门设置独立的小行星探测项目,而 任务目标也从飞越、绕飞变成了着陆和采样 。
4179号小行星
相信在这种发展趋势之下,未来的小行星探测可以为科学家 研究太阳系早期历史甚至是地球生命起源 提供更多的材料和证据。
至于以后其他国家会不会也像日本的隼鸟2号这样进行"暴力采矿"就不一定了,毕竟随着科技的不断发展, 未来小行星的采样应该会更加容易和顺利 。
隼鸟二号的一比一模型
但不得不说隼鸟2号的成功采矿和顺利返回,都为其他国家提供了一个"可行方案",具备很高的参考价值!
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