先是冲我打了一枪，然后还要开炮……没见过这么凶的“强盗”！| 迈向太空

时光荏苒，一转眼，JAXA隼鸟2号探测任务就已经完成了一大半。

自2018年6月27日抵达目标小行星——直径约900米的“龙宫”以来，隼鸟2号已经出色完成了多项科学考察。

隼鸟2号和小行星龙宫的艺术假想图 | JAXA[1]

9月21日，成功释放两枚巡视器MINERVA-II-1A和1B。

巡视器MINERVA-II-1A和1B实物（左）和在龙宫上滚动跳跃的假想图（右） | JAXA[2]

作为人类第一个顺利着陆在小行星上的巡视器，MINERVA-II1还首次从小行星表面成功拍摄了照片和视频。

2018年9月23日，MINERVA-II-1B拍摄的龙宫表面 | JAXA[3]

10月3日，成功释放与德国宇航中心（DLR）、法国宇航局（CNES）共同研制的着陆器MASCOT（详情参见：）。

着陆器MASCOT（左）和投下MASCOT投下、滚动时的假想图（右） | JAXA& DLR[4, 5]

但它的终极目标，还是从小行星这种古老而原始的太阳系遗迹上采集岩石样本，并带着这些记录了太阳系起源和演化历史的“时光胶囊”返回地球。

 第一次着陆采样：电光火石，满载而归

2019年2月22日，在三次着陆演习和多次近距离考察之后，隼鸟2号成功着陆小行星龙宫上的预定着陆区L08-E1，并顺利完成了第一次样本采集。

隼鸟2号第一次着陆采样点 | JAXA[6]

隼鸟2号的小型监视相机CAM-H从采样杆顶端的（上帝）视角拍摄的着陆过程，包括降落、接触采样和上升三个阶段。

固定背景之后的快速精华版 | [7]

说是“着陆”，其实只是探测器长长的采样杆短暂接触到了龙宫表面。

隼鸟2号的采样杆位置和底部视图 | JAXA

砰！

甫一着陆，隼鸟2号随即以300米/秒的速度向龙宫表面发射了一颗质量5克，直径8毫米的钽质子弹。

高速飞驰的子弹射入龙宫表面，飞溅出大量表面的岩石碎屑。这些飞溅出的碎屑顺着采样杆内部被不断反射，最终被弹入采样杆顶端的样本收集装置中。之所以使用钽质子弹，是为了保证样本不会受到不可控的来自子弹物质的污染。

（左）隼鸟2号采样杆内部结构和子弹发射装置，（右）收集样本的原理 | JAXA[8, 9]

采样杆内部的激烈程度我们是无法亲眼看到了，但可以参考一下科学家们在地球上模拟撞击龙宫的实验。

2018年12月28日，隼鸟2号项目组在东京大学TeNQ实验室进行的模拟撞击龙宫表面的试验，子弹用的和隼鸟2号完全相同的子弹 | JAXA[10]

这场电光火石的短兵相接，其实仅仅持续了1秒钟。

瞬间完成了着陆、打枪和采样之后的隼鸟2号，随即自主上升，离开龙宫表面，并拍下了这场“暴行”留下的痕迹，也宣告了这场“劫掠”的圆满成功。

2019年2月22日7:30（日本时间），隼鸟2号的光学导航相机ONC-W1在距离龙宫表面约25米处拍下了龙宫表面的样子 | JAXA、东大等[11]

而首次采样成功的隼鸟2号项目组，也把这次着陆采样区命名为“玉手箱采样区”（Tamatebako），宣告浦岛太郎隼鸟2号已经顺利从乙姬公主手中抢来收下了珍贵的宝箱。

 得“寸”进“尺”

如果你觉得打一颗5克重的子弹已经够“暴力”的了，那可就太小看隼鸟2号了。真正暴力的，还在后面呢。

隼鸟2号原本计划进行3次采样，前2次只采集表层的岩石，而这些表层岩石都经历了漫长的空间风化和改造，可能并不能代表龙宫形成时原本的岩石特征了。

为了采集到龙宫内部更新鲜的深层物质，隼鸟2号计划在第3次采样之前向龙宫扔一颗“炸弹”——一枚重达14公斤、内有炸药的撞击器（SCI），在龙宫表面撞出一个巨大的撞击坑，然后飞到撞击坑附近采集炸出来的地下深层物质。

隼鸟2号投下撞击器并采样的假想图 | JAXA[12]

而如今，由于第一次采样圆满成功，隼鸟2号项目组决定在4月5日提前投下撞击器，如果结果顺利的话，第二次着陆采样就会采集这些炸出来的新鲜物质了。

第二次着陆采样区域依然在赤道上，红点S01处。撞击器也会丢在这一带 | JAXA[13]

S01区域的高清细节，ONC-T相机拍摄于2019年3月8日距离龙宫表面35米处 | JAXA、东大等[13]

撞击器（SCI）整体呈圆锥形，底部直径0.3米，释放之前外面会套着一个罩子。

撞击器（SCI）的位置（左）和实物（右） | JAXA[13]

这个总重达14公斤的撞击器，其中有9.5公斤都是炸药（环四亚甲基四硝胺(HMX)基高聚物粘结炸药(PBX)），只有最底端有一块厚约5毫米、重2公斤的纯铜质薄板——这是最终会撞上龙宫的肇事者。之所以用纯铜作为撞击体，也同样是处于防止样本被污染的考虑。

撞击器内部组成和结构 | JAXA[14]

那所以是一块直径0.3米，厚5毫米，重2公斤的铜板pia上龙宫表面的么？不是的……随着炸药的引爆，铜板会在0.001秒里迅速被加速到2公里/秒。

在这个加速过程中，铜板会在极短的时间里发生变形，迅速“缩成”一颗炮弹。

铜板加速过程中的变形，注意铜板一开始会先改变凹凸的朝向 | JAXA[13, 15]

虽然目前我们还不知道这颗炮弹会在龙宫闹出多大动静，但还是可以从2011年10月隼鸟2号项目组在地球上做模拟“开炮”实验里想象一二。

炮弹水平射出，打穿障碍物 | JAXA[16]

炮弹在飞出的瞬间“缩”到直径0.135米大小。

撞击试验中子弹飞翔的样子 | JAXA[17]

炮弹一一击穿数个4×4米大的障碍物。

图 | JAXA[13]

最终高速撞向100米开外、用来模拟小行星龙宫表面的土山上。

图 | JAXA[18]

 又想躲开，又想拍下来怎么办？

可以想见，这次“火拼”一定会非常惨烈。当铜炮弹撞上龙宫表面的时候，必然会激起漫天的石块和灰尘——这些都可能撞伤隼鸟2号。

隼鸟2号的解决方案是——惹不起躲得起。

实际“开炮”的时候，隼鸟2号将下降到距离龙宫表面500米高处丢下“炸弹”，撞击器从释放到爆炸会隔上40分钟，而隼鸟2号就会利用这段时间赶紧飞得远远的。

嗯，等尘埃落定之后再飞回来采样。

BUT，虽然是保命要紧，但这种千载难逢的火拼大戏怎么能不拍下来呢？？？必须不甘心的呀！

怎么办？

隼鸟2号专门携带了一个用于拍摄这场火拼大戏的相机——分离相机DCAM3。

在飞走躲避的过程中，隼鸟2号会掐准时间丢下这个分离相机，然后让这个相机来拍摄撞击爆炸全过程，自己则躲得远远的。

隼鸟2号投下撞击器之后的躲避计划 | JAXA[13]

其实，无论是撞出新鲜物质，还是边撞边拍大片儿，这都不是隼鸟2号的首创。早在2005年，NASA的彗星探测器深度撞击号（Deep Impact）就曾经成功释放撞击器撞击了坦普尔彗星1号的彗核，并同时通过飞掠器对撞击过程进行了跟踪拍摄。不过，撞击+跟踪拍摄+后续实地着陆采样，这将会是隼鸟2号的独家首创。

深度撞击号撞击彗星坦普尔1号的过程 | 维基

至于隼鸟2号这个分离相机为啥叫DCAM3（Deployable Camera 3）嘛……是因为隼鸟2号或者之前的隼鸟号带过DCAM1和DCAM2吗？并不是，其实是JAXA在2010年和金星任务Akatsuki号一同发射的太阳帆任务——IKAROS上搭载过同款的DCAM1和DCAM2，虽然换了个探测器，但相机的传承还是要接上 

IKAROS任务的假想图。别怀疑自己的发音，这个缩写就是希腊神话里被太阳烧化了翅膀的伊卡洛斯（Icarus）的意思。这个世界上第一颗以太阳帆为动力的星际空间探测器，于2015年5月失联 | JAXA

分离相机DCAM3的功能很简单，由三部分组成：分离装置、摄影装置和数据传输装置。分工协作可以说是安排得明明白白的。

分离相机DCAM3一共有两个镜头：

1. DCAM3-A相机用于拍摄低分辨率照片，配套的A天线会实时把照片无线传回给隼鸟2号；

2. DCAM3-D相机用于拍摄高辨率数码照片，配套的D天线只能非实时把照片无线传回给隼鸟2号。

分离相机DCAM3的位置和结构 | JAXA[13, 14]

更绝的是给DCAM3相机的分离装置还配了一个监视相机MCAM，为的是拍摄分离相机和隼鸟2号分离和分离之后的情况 

emmmm，一个为了拍撞击器分离之后的情况而设计的相机，上面又带了一个专门拍摄这个相机分离之后情况的相机。有一种被强迫症支配的恐惧

想到用小吸尘器清洁大吸尘器的莫妮卡…… | 《老友记》S10E10

分离相机DCAM3自带电池，可以最多保证3个小时的拍照和数据传输，最远可以向10公里外的隼鸟2号无线传输讯号。

 除了采样，开炮还能干点啥？

在爆炸的硝烟平息之后，隼鸟2号会飞回“火拼现场”视察。如果这里可以允许隼鸟2号安全着陆的话，才会有第二次着陆采样。

那么，如果不能采样了，这么折腾一把会不会很浪费？

也不会。

因为爆炸本身就有足够的科学意义了。

比如，龙宫这种质地松散、重力又小的小行星被撞了之后会怎么样？溅射物会怎么飞？炸完之后的龙宫表面会多大程度地地动山摇？表面的石块会怎么移动？

比如，龙宫地下的物质是什么样的？即使不能采样，也可以拍照看看形态和光谱特征啊。

比如，如果撞上了石块，石块会怎样碎裂？

比如，会撞出多大的撞击坑？不同颗粒大小、不同孔隙率的表面上，形成的撞击坑也会大小和形态迥异。按照隼鸟2号这个撞击器的大小和速度来推测，在龙宫表面形成的撞击坑小到十几厘米，大到10米都是有可能的，所以根据撞出的撞击坑的大小和形态，我们可以反推龙宫表面物质的性质。

不同质地的表面上会形成不同大小和形态的撞击坑 | [19]

总之，这绝不仅仅是一次为了采样而开展的“暴行”，也同样是一次撞击体各种参数充分可控、可测、难能可贵的撞击试验，这次实验本身就会告诉我们许多关于龙宫、关于龙宫这类乱石堆型小行星的秘密了。

4月5日隼鸟2号开炮释放撞击器的日程安排（北京时间）：

如果炸完之后的表面还算安全的话，隼鸟2号将在5月以后进行人工撞击坑附近的第二次采样；

7月以后释放最后一个巡视器MINERVA-II2；

第三次着陆采样很可能就取消了……

最终，隼鸟2号将于今年11-12月动身离开龙宫，并于2020年末带着乙姬公主的“宝箱”返回地球。

隼鸟2号任务进度表 | JAXA[13]

作者：haibaraemily

编辑：Steed