微信扫一扫
分享到朋友圈

世界上第一张在小行星上拍摄的照片!| 迈向太空

作者:果壳网 来源:果壳网 公众号
分享到:

10-18

刚刚抵达小行星“龙宫”三个月的JAXA的隼鸟2号探测器可谓风驰电掣、捷报连连。9月21日成功向“龙宫”释放巡视器MINERVA-II1,10月3日又成功释放着陆器MASCOT。


 

着陆点选定


隼鸟2号带了三个巡视器(MINERVA-II1 ROVER 1A、ROVER 1B和MINERVA-II2 ROVER 2)和一个着陆器(MASCOT),计划在10月初之前把巡视器MINERVA-II1和着陆器MASCOT都丢下去


基于7-8月的前期考察,JAXA于8月17日迅速选定了着陆点:

巡视器MINERVA-II-1:N6

着陆器MASCOT:MA-9

第一次着陆采样:L08(备选点:L07、M04)


选定的着陆点位置,其中L和M分别表示低纬度和中纬度。别忘了小行星“龙宫”的直径只有约900米,所以正方形框的边长只有约100米。来源:JAXA、东京大学等


↓三处着陆点在未投影的照片中的位置


距离龙宫表面6公里处的光学航法相机拍摄的照片中三处着陆点的位置。来源:JAXA、东京大学等



 

巡视器MINERVA-II1:

夙愿得偿,“龙宫”徜徉


13年前,隼鸟号曾携带一枚约1斤重的迷你着陆器Minerva,但Minerva着陆失败了。


隼鸟号(也叫MUSES-C)携带的卫星着陆器Minerva。来源:JAXA


而现在的Minerva-II1长啥样?基本就是改进版的Minerva。Minerva-II1由两枚直径18厘米,高7厘米的“滚轮”形巡视器Rover-1A和1B组成,每个1.1公斤,由JAXA和多个大学及机构共同研制。

Minerva-II1的两个巡视器Rover-1A和1B。来源:JAXA


Minerva-II的滚轮周边一圈是太阳能板,能自主供电,让巡视器可以主动从小行星表面弹起然后落到新的地方;而周边的棘刺一样伸出来的探针则是可以测量温度的“触角”——温度传感器,可以在跳跃翻滚的同时测量“龙宫”表面的温度。相机当然也是带了的:Rover-1A带了4台相机,1B带了3台相机,可以在“龙宫”表面拍摄彩色立体照片。此外,两台巡视器上还都带了光传感器、加速度计、陀螺仪等仪器。


所谓“巡视器”,当然是能一边移动一边探测的。只不过,因为小行星“龙宫”实在是太小了,表面重力极其微弱,如果用我们熟悉的好奇号火星车那样带轮子的巡回车反而移动不便。


因此当年隼鸟号的Minerva和现在隼鸟2号的的Minerva-II都采用了这种“滚轮”式形态,每一次跳跃移动时最长可以在空中停留15分钟,水平方向最大可移动15厘米左右[8] 


(左)好奇号,来源:NASA;(右)Minerva-II1-1A(远处)和Minerva-II1-1B(近处),来源:JAXA


作为Minerva继任的Minerva-II,不仅代表它自己,也承载着人们寄托在Minerva身上的夙愿。因此Minerva-II1的命运将会如何,是一个牵动人心的悬念


9月21日13:06(日本时间),隼鸟2号从20公里高的停留高度降落到距离龙宫表面50-55米近的高度后释放两台巡视器,不久后隼鸟2号开始上升,直至回到20公里处。


13年前的场景正在重现!


时光切回到2005年11月12日,隼鸟号本想下降到了距离小行星“丝川”表面44米的地方释放着陆器,然而由于指令没有及时传达,隼鸟号过早释放了Minerva。

结果就是释放时的Minerva距离“丝川”地表太高,而“丝川”自身的引力又非常小,最终Minerva逃逸到了太空,着陆失败


而这一次,
隼鸟2号扬眉吐气了。释放后不久,项目组就确认两台巡视器顺利着陆,而且还传回了照片。


这是世界上第一个顺利着陆在小行星上的巡视器,也是第一个从小行星表面成功拍摄照片并传回数据的探测器。


由于一开始两台巡视器都在滚动和跳跃状态,所以传回的照片格外有“艺术感”。


9月21日13:08(日本时间),刚分离不久的Rover-1A在滚动中拍摄的隼鸟2号(右上)和“龙宫”表面(左下)



9月22日11:44(日本时间)Rover-1A在跳跃中拍摄的“龙宫”表面,右侧白色的是太阳光



别看照片糊成这样,可把隼鸟2号项目组的科学家们开心坏了。ta们也确实有理由欣喜若狂,因为这意味着许多当初为隼鸟号设计的探测技术,直到隼鸟2号终于证实了可行性。


另一方面,别忘了为了释放巡视器,这也是隼鸟2号飞的最低的一次:距离“龙宫”表面最近只有50米!所以,这也是隼鸟2号近距离拍摄“龙宫”表面的大好机会。


不久,JAXA就公布了隼鸟2号的相机在释放着陆器阶段拍摄的高清照片。


↓ 9月21日9月21日13:04(日本时间),隼鸟2号距离“龙宫”表面64米处连续拍摄的“龙宫”高清照,这也是“龙宫”目前为止最高分辨率的一张照片



↓ 拍摄的区域是红色箭头所指的黄框中的范围,而且……隼鸟2号还拍到自己的影子!



↓当年隼鸟号接近小行星“丝川”时也拍到过自己的影子。


隼鸟号接近小行星“丝川”表面MUSES-C区域时时拍到的自己的影子。来源:JAXA


emmm……距离64米的隼鸟2号拍的照片比表面的两台Minerva-II1拍的清楚啊有木有?!


手不抖比离得近更重要啊有木有……再贵的相机也一样!


不过,略加休整之后的Minerva-II1传回的照片已经清楚多了。


↓ Rover-1B在9月23日跳跃之前(左)和落地之后(右)拍摄的照片,确实有种“龙宫徜徉”的感觉



↓ Rover-1A在9月23日拍摄的“龙宫”照片里还拍到了自己的影子,天线和探针清晰可见



Rover-1B在9月23日10:34-11:48拍摄的15帧照片还制成了这个短视频,应该算是第一部在小行星上拍摄的视频了吧23333



 

着陆器MASCOT:

争分夺秒,时不我待


不同于小巧的“滚轮”一般的Minerva-II1,德国宇航中心(DLR)和法国宇航局(CNES)共同研制的着陆器MASCOT则是个中规中矩的“大方盒子”:重约9.8公斤,大小约27.5×29.0×19.5厘米。


MASCOT一共携带了4个科学仪器

  • 宽角相机MASCAM:用于拍摄“龙宫”表面不同波段的照片

  • 分光显微仪MicrOmega:用于探测“龙宫”表面的矿物成分和性质

  • 热辐射仪MARA:用于探测“龙宫”表面的温度;

  • 磁力计MASMAG:用于探测“龙宫”的磁场。


MASCOT的外观和携带的科学仪器。来源:JAXA


此外,MASCOT还配备了用于导航定位的GNC传感器,而且虽然是着陆器,但MASCOT也可以完成一定程度的滚动和跳跃,主要目的是为了调整观测角度,让顶端天线那面朝上。不过,不同于可以多次主动弹跳移动的Minerva-II1,MASCOT只能自主弹跳移动一次


10月2日,隼鸟2号开始下降,并在北京时间10月3日降落到距离龙宫表面约51米近的高度后(北京时间10时左右)释放MASCOT,不久后隼鸟2号再次上升,不过这次,隼鸟2号并不会直接一口气上升到20公里处,而是会在“龙宫”上空2.5公里处悬停一段时间(下图中的hovering段)跟踪观察MASCOT


MASCOT着陆安排。来源:JAXA


约18分钟后MASCOT顺利着陆(6分钟的自由落体+11分钟的弹跳,龙宫表面的重力加速度只有地球的约1/66500),不久还传回了第一张它在降落过程中拍摄的小行星“龙宫”表面。找得到MASCOT的影子吗?


MASCOT拍摄的第一张“龙宫”照。来源:DLR


而另一边,天上飞着的隼鸟2号也拍到了MASCOT分离的瞬间!


MASCOT从隼鸟2号分离的瞬间。来源:JAXA、东京大学等


分离2分多钟后,隼鸟2号还同时拍到了一张全家福:“龙宫”、自己的影子、MASCOT和MASCOT的影子大合照。

隼鸟2号拍摄的“全家福”,出了摄影师本师未能入镜。MASCOT的白点是顶端天线。来源:JAXA,东京大学等


和裹着一身太阳板的Minerva-II不同,MASCOT主要以锂电池来供电,预计可供电时间只有:16个小时(也就是“龙宫”上的两天)


也就是说,一旦MASCOT开始工作,也就意味着它正走向生命的尽头,它将争分夺秒完成预定的探测


10月4日,在马力全开实际工作了17个小时、弹跳移动了不止一次、完成了预定观测并顺利传回所有数据之后,MASCOT结束任务。


虽然对这些数据的正式处理还没有完成,但MASCOT着陆期间观测到的初步结果已经足够让人惊讶——小行星“龙宫”表面只有大大小小的石块,居然没有沙土层(或者叫风化层),这完全不同于人们之前所想的,也不同于人们在其他小行星上看到的!因为按理说,“龙宫”这样古老的小行星经历了几十亿年的空间风化,表面是应当有一层细密的沙土层堆积覆盖的。


(左)MASCOT的着陆路径,(右)MASCOT快要着陆时拍摄的“龙宫”表面。可以看到“龙宫”表面凹凸不平,而且都是坚硬的石块。来源:JAXA、DLR


这个结果对接下来计划亲自着陆采样的隼鸟2号来说也不是个好消息,因为这表明小行星“龙宫”表面可能压根就没有平坦又“松软”的地方——这既不利于着陆,也不利于采样


 

重头戏:

着陆采样延期到明年1月后


隼鸟2号原本计划于10月中旬完成第二次着陆采样演习,并在10月底完成第一次着陆采样。这颗古老的小行星上还保存着45亿年前太阳系的原始信息,挖一点带回来研究,才是隼鸟2号此行最重要的使命。


隼鸟2号着陆采样假想图。来源:JAXA


但按现在的情况,贸然着陆就不明智了。于是JAXA决定在十月中旬到下旬完成两次着陆采样演习,再根据进一步的探测情况重新制定着陆采样方案。


而第一次着陆采样延期到了2019年1月以后。


隼鸟2号计划一共完成三次着陆采样,并于2020年底把来自“龙宫”的“宝箱”带回地球


参考来源:

[1] http://www.hayabusa2.jaxa.jp/topics/20180829/index.html

[2] http://www.hayabusa2.jaxa.jp/topics/20180915/

[3] http://www.isas.jaxa.jp/j/special/2008/hayabusa/11.shtml

[4] http://www.hayabusa2.jaxa.jp/topics/20180919/

[5] http://www.hayabusa2.jaxa.jp/topics/20180922/

[6] http://www.hayabusa2.jaxa.jp/topics/20180927_HighestRes/

[7] http://www.hayabusa2.jaxa.jp/topics/20180927_MNRV/

[8] http://www.hayabusa2.jaxa.jp/topics/20180927_TD1R1

[9] http://www.hayabusa2.jaxa.jp/topics/20181012_MSC/

[10] http://www.itmedia.co.jp/news/articles/1810/11/news112.html


作者:灰原哀博士

编辑:Steed



本文来自果壳,谢绝转载.如有需要请联系sns@guokr.com

(欢迎转发到朋友圈~)


果壳

ID:Guokr42

整天不知道在科普啥的果壳

建议你关注一下


阅读9038
小行星 拍摄 照片 
举报0
关注果壳网微信号:guokr42

用微信扫描二维码即可关注
声明

1、头条易读遵循行业规范,任何转载的稿件都会明确标注作者和来源;
2、本文内容来自“果壳网”微信公众号,文章版权归果壳网公众号所有。

评论
更多

文章来自于公众号:

果壳网

微信号:guokr42

邮箱qunxueyuan#163.com(将#换成@)
微信编辑器
免责声明
www.weixinyidu.com   免责声明
版权声明:本站收录微信公众号和微信文章内容全部来自于网络,仅供个人学习、研究或者欣赏使用。版权归原作者所有。禁止一切商业用途。其中内容并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,也不构成任何其他建议。如果您发现头条易读网站上有侵犯您的知识产权的内容,请与我们联系,我们会及时修改或删除。
本站声明:本站与腾讯微信、微信公众平台无任何关联,非腾讯微信官方网站。