当前位置:首页要闻 → 正文

3亿公里外60厘米精度隼鸟2号第2次龙宫采样全记录

时间:2019-12-10 23:39:25  阅读:1874+ 编辑:责任编辑NO。谢兰花0258
导读:北京时刻2019年7月10日上午9:46,JAXA的隼鸟2号探测器再次从20公里高的伴飞方位开端下降,这样的操作,在曩昔的一年里它现已执行

北京时刻2019年7月10日上午9:46,JAXA的隼鸟2号探测器再次从20公里高的伴飞方位开端下降,这样的操作,在曩昔的一年里它现已执行了数十次。

但这一次,仍然是不容闪失的严重检测。

隼鸟2号:龙宫你好,不好意思我又来了

隼鸟2号和小行星龙宫的艺术设想图。来历:JAXA [1]

它花了三年半时刻,行进数十亿公里,来到这颗名叫“龙宫”、直径只有约900米的近地小行星。

它现已出色完结了多项科学考察,顺畅投下了2枚巡视器和1枚着陆器

隼鸟2号带着的巡视器MINERVA-II1(左)和着陆器MASCOT(右)。来历:JAXA [2]

它现已顺畅完结了一次着陆采样,成功搜集到了小行星“龙宫”外表的物质样品(详见:电光火石,浴血奋战!隼鸟2号第一次龙宫采样全记录)。

第一次着陆采样

下降、触摸采样和上升三个阶段在几秒钟里完结,电光火石,干脆利落。来历:JAXA [3]

剧烈采样后留下的“罪证”

2019年2月22日6:30(北京时刻),隼鸟2号的光学导航相机ONC-W1在间隔龙宫外表约25米处拍下了第一次着陆采样后龙宫外表的姿势。来历:JAXA、东大等 [4]

但这还不行。隼鸟2号还有更大的野心。

虽然小行星是陈旧而原始的太阳系物质遗址,但小行星外表的物质大多阅历了绵长的空间风化和改造,很或许现已不能表现它本来构成时的物质成分了。

也便是说,想要知道原始的太阳系物质成分,需求剥开小行星的外表,搜集到内部的物质才行

为此,隼鸟2号采用了采用了更为暴力和冒险的办法:向龙宫外表投下一枚“炸弹”——重达14公斤的碰击器(Small Carry-on Impactor,简称SCI)

隼鸟2号投下碰击器&采样暗示。来历:JAXA [5]

直接在龙宫外表炸出了一个直径十多米的人工碰击坑

有必要留意一下的是新撞出的碰击坑内部呈暗黑色,标明挖出的新鲜物质好像比外表物质色彩更暗。来历:JAXA、东大等 [6]

用这么风险的办法,折腾了这么大一圈,终极意图仍是为了——协助隼鸟2号在第2次着陆采样时可以搜集到龙宫内部炸出的新鲜物质

而现在,隼鸟2号总算迎来第2次着陆采样!

哪里着陆?

通过着陆前的三次下降观测(详见:隼鸟2号:预备着,为第2次着陆采样),隼鸟2号项目组终究决议把第2次着陆点安排在人工碰击坑邻近的C01-Cb区域内

第一次着陆采样点TD1和第2次着陆采样点TD2的方位。来历:JAXA、东大等 [7]

C01-Cb区域一带的高清地貌

PPTD-TM1(左)和PPTD-TM1B(右)两次下降观测获取的着陆区一带高清相片。左图TM是符号球落下的方位,右图H是推算出的高程崎岖最大的值(也便是着陆比较风险的区域),三途岩、小三途岩等石块的姓名是临时取的昵称,并不是正式姓名。来历:JAXA、东大等 [8]

着陆进程中所需的“指路明灯”——符号球TM-A,已于5月底精准投放在了预订着陆区邻近

2019年6月13日,从日本时刻10:58(左上)-11:01(右下),以7秒间隔拍照的28张相片拼接而成的备选着陆区地貌。拍照高度在约52米到108米。来历:JAXA、千叶工大等 [8]

着陆区一带的三维地势DEM

由着陆前的三次下降观测数据制作。来历:JAXA [7]

第一次vs 第2次采样:新的窘境和应战

虽然有了第一次的经历,第2次着陆采样仍然是如履薄冰:隼鸟2号有必要精准着陆在相对平整的预订着陆区里才是安全的。一旦有了违背,就或许会撞上邻近高出的石块,乃至撞坏太阳能板,撞伤隼鸟2号。

也便是说,最坏的状况,隼鸟2号不只无法完结第2次采样,乃至或许身负重伤,无法归航,让第一次的成功也付诸东流。

这是一场机会与应战并存的战争。

更费事的是,跟着时刻的消逝和第一次着陆采样的“暴力糟蹋”,隼鸟2号现已不再像一开端那么健康了——第一次着陆采样飞溅的尘沙对探测器的感光造成了必定的危害,无论是光学导航相机ONC,仍是激光测高LRF的光学系统,都不那么活络了(仪器介绍拜见:JAXA隼鸟2号科学仪器全解读)。

因而,隼鸟2号项目组针对探测器当下的状况,对第2次着陆采样方案做出了相应的调整。

1)因为广角光学导航相机ONC-W1遭到了必定遮挡,捕捉和追寻符号球的才干有所削弱,因而隼鸟2号改为降到更低的高度上再捕捉和盯梢符号球TM(从第一次距龙宫外表45米变为这次的30米高度处),但相应的,对地基操控点导航GCP-NAV(Ground Control Point Navigation,指通过观测龙宫外表的特征点来承认探测器方位和速度的办法)的精度要求就提高了。

2)ONC-W1相机遭到的遮挡又进一步影响了向符号球TM打光的才干,所以符号球的反光亮度也跟着削弱,因而需求调整ONC-W1印象的图画处理算法,使之可以辨认出较暗的符号球。但这样又会让探测器有很大的或许性把其他龙宫外表上的亮点误认为是反光的符号球,因而还需求调整探测器辨认符号球的时刻阈值等参数,确保不误判。

3)LRF的光学系统遭到的遮挡导致LRF也有必要等探测器降到更低的高度时才干准确完结测距,实践第2次着陆采样是从17米高度处才开端LRF测距的(第一次是28米高度处)。

4)即便降低了测距高度,LRF的实践间隔测量差错仍然不可避免地变大了,好在这种测距差错是可猜测的,通过软件批改即可,所以终究测距成果的准确性仍是得到了确保的。

总归,一切或许的问题都现已预想到,预备过了

成果反而,第2次比第一次还要顺畅。

进击,再次得手

比第一次着陆采样走运,隼鸟2号的第2次着陆采样没出什么幺蛾子。自主下降、悬停、追寻符号球、调整姿势、触地着陆。行云流水趁热打铁

改编自:JAXA [9]

从距龙宫外表8.5米高度到触地着陆的进程中,隼鸟2号的飞翔状况改变(16倍速)

绿圈是方案着陆的C01-Cb区域,蓝色规模是ONC-W1相机的视界规模。留意方位调整和高度调整之后,隼鸟2号悬停了很长一段时刻都没有动(不是视频坏了),最终几秒钟才自由落体下降的。来历:JAXA [10]

在间隔龙宫8米高度处,隼鸟2号还以超近间隔拍照了龙宫外表高清全景相片

(左)2019年7月11日09:04:57(机上、北京时刻)ONC-W1相机拍照;(右)2019年7月11日09:04:58(机上、北京时刻)ONC-W2相机拍照。来历:JAXA、千叶工大等 [9]

符号球、人工碰击坑和接下来的采样杆触地址,都以一种极可贵的视角展现在咱们面前

来历:JAXA、千叶工大等 [9]

此时的探测器正在专心于追寻符号球,在这个特别的视点下,W1相机正面拍照了着陆区,W2相机则向斜侧方拍照了人工碰击坑

来历:千叶大学 [9]

几分钟后,凭借LRF-S2观测到的由采样杆变形导致的探测器高度改变

LRF通过发射和接纳反射激光来判别探测器的方位和速度。图为LRF-S2激光发射方向、CAM-H相机的方位和CAM-H在第2次触摸采样进程中拍照到的激光光束(红圈内)。来历:JAXA [9]

北京时刻2019年7月11日上午9:06:18,隼鸟2号承认自己底部长长的采样杆成功触碰到龙宫外表

隼鸟2号的采样杆方位和底部视图。来历:JAXA

旋即,一枚钽质子弹以300米/秒的速度从采样杆中飞出,射向龙宫外表

采样杆结构和钽质子弹什物(质量5克,直径8毫米)相片,本次射出的是第三枚子弹。来历:JAXA [11]

一时刻,银瓶乍破,碎石漫天,隼鸟2号与小行星龙宫再次完结了一场电光火石的“邂逅”,然后敏捷上升

2019年7月11日9:03:54-9:11:44(机上,北京时刻),隼鸟2号CAM-H相机拍照的下降、采样、上升进程(10倍速)。初始高度8.5米,最终高度150米。来历:JAXA [12]

LRF-S2测高多个方面数据显现了着陆采样(touchdown)之前和之后的探测器高度改变,整个着陆采样进程,也就几秒钟的事儿

时刻是日本时刻。来历:JAXA [9]

子弹撞出的碎屑被弹射入采样杆中,通过屡次反射进入样本收纳器

汉化自:JAXA [13]

样本收纳器中,为搜集第2次搜集的样本而刚打开不久的C室顺畅收入最终一波样本,于北京时刻7月11日13:10关上了

隼鸟2号开始方案完结三次采样,因而采样器平分出了三个空间避免不同批次的样本混合。A室在搜集了第一次着陆(2月22日)搜集的样品后封闭,尔后,投下碰击器SCI和屡次升降操作或许溅起的龙宫物质进入了B室,第2次着陆采样前的6月24日,B室封闭。第2次搜集的样品被送入C室。来历:来历:JAXA [13]

采样完毕不久,上升中的隼鸟2号就用ONC-W1相机拍照下了刚被“打过子弹”后龙宫外表的姿势

2019年7月11日9:06:32(机上、北京时刻),ONC-W1相机拍照,可见漫天碎石。来历:JAXA、东大等[14]

2019年7月11日9:08:52(机上、北京时刻),ONC-W1相机拍照,高度约50米,可见子弹打出的新鲜物质比周围更暗。来历:JAXA、东大等 [14]

7月12日,隼鸟2号带着从龙宫次表层地下搜集的物质,安全回到间隔龙宫外表20公里高处的伴飞方位,第2次着陆采样圆满成功

JAXA操控室里再次传来成功的欢呼声。来历:JAXA [15]

3亿公里外,60厘米精度!

不只着陆进程比第一次顺畅,隼鸟2号的第2次着陆也比第一次还要精准。

实践着陆点和方案着陆区中心只差了60厘米!(第一次是差了1米)

(左)着陆点(蓝点)和方案着陆区C01-Cb的中心(绿点)的方位;(右)采样杆触摸点的方位(黄圈)。来历:JAXA [9]

这当然和方方面面的要素有关:符号球扔得更准、更准确的小行星重力场模型、更足够的预备工作…

乃至不单单是从本年2月第一次着陆采样中获取的经历——早在14年前的2005年,隼鸟初号机的种种波折和挣扎,都一并成为了今日成功的柱石。(详见:不死鸟传奇——“隼鸟”宗族的小行星之旅(上))

在航天探究的路上,没有谁的成功是垂手可得的,每一份成功背面,都是数年的堆集乃至失利。

对第2次着陆采样点,隼鸟2号项目组也想好了姓名。前面说过,隼鸟2号项目组为龙宫上大大小小的特征地貌取姓名这事儿可以说是灰常仔细且浪漫,倾泻了许多小心思和美好希望,成果便是:这群技能宅们生生把小行星龙宫变成了一个神话之乡——一切地名都是以神话故事和民间故事中的姓名来命名的(详见:神话之乡——小行星“龙宫”上的姓名)。

所以在这颗小行星上,有了灰姑娘坑、乙姬石块、金太郎坑、桃太郎坑等风趣的地名。

而第一次着陆采样点,则毫无悬念地被命名为“玉手箱采样点”(たまてばこ,Tamatebako),这是隼鸟2号的原型——神话故事里的浦岛太郎从乙姬公主手中收下的,来自龙宫的宝贵宝箱的姓名。

第一次着陆采样点TD1和第2次着陆采样点TD2的方位。来历:JAXA [7]

至于这第2次着陆采样点嘛,则被命名为“万宝槌采样点”(うちでのこづち、打ち出の小槌,Uchide-no-kozuchi)。万宝槌是日本民间故事里常常会呈现的一种宝藏,传说一边口念想得到的东西/想完结的希望一边摇摆宝锤,可心想事成。(听说也是游戏里的一种魔法手牌?)

万宝槌图。来历:维基/メトロポリタン美術館 /岳亭春信

结语

总归至此,隼鸟2号两发两中,成功收入了小行星龙宫外表次表层地下的物质样本。这些记录了太阳系来源和演化前史的“韶光胶囊”,将很快被打包好,送回地球进行深入研究和剖析。

不过在此之前,它还有最终一个小使命要完结呢。

这便是咱们下集的故事了。

咱们下期再会!

“如果发现本网站发布的资讯影响到您的版权,可以联系本站!同时欢迎来本站投稿!

相关阅读
本类排行
本类推荐
栏目热点