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到小行星上採集樣本

8 月 14, 2018 天文資料庫, 專題文章 在〈到小行星上採集樣本〉中留言功能已關閉

編寫：蔡錦滔

 

仰望夜空，很難想像，每天會有超過100噸重的塵埃和沙粒衝入地球。而較大的物體，其直徑由少於一公里至數百公里的，統稱為「小行星」。這些「小行星」若衝入地球，將會做成嚴重的破壞。但我們相信這些小行星在地球過去的46億年的歷史中，曾經衝入地球，所以它們或多或少，成為地球演化中的重要角色。現今的科研團隊再不甘於單純的觀測紀錄，他們甚至決定要把探測器降落在小行星上採集樣本，並且拿回地球化驗。

 

帶回小行星微粒的隼鳥號
2003年5月，日本的「隼鳥號」升空，經歷了兩年半的時間，在2005年尾至到達「系川」 (Itokawa) 小行星，幾經挫折才成功收集到樣本，例如首次降落失敗、發生洩漏燃料、失去聯絡等等，但最後奇蹟發生，2009年6月，隼鳥號在進入地球大氣層時變成一顆火流星燒毀，但樣品艙則成功回到地球，帶回了不足一毫克的小行星微粒。這是人類首次從月球以外的小天體處取回樣本。而隼鳥號探測的「系川」小行星屬於S型小行星，其分照率較高，主要是由石質材料所組成，約占小行星的17%。


「系川」小行星 (Credits: ISAS, JAXA)

隼鳥號變成火流星，回到地球。(Credits: NASA/Ed Schilling)

 

 

隼鳥2號成功到達「龍宮」
2014年12月，日本宇宙航空研究開發機構 (JAXA)開展了小行星的探測後續計劃，他們把隼鳥2號(Hayabusa 2)發射升空。今次的目標是小行星「龍宮」(Ryugu)。2018年6月27日，隼鳥2號終於到達了「龍宮」。「龍宮」小行星與「系川」則有所不同，它屬於C型小行星，也就是含有碳成份的小行生，也是
太陽系最常見的類型，占所有小行星的75%。

隼鳥二號外觀 (Credit: JAXA)

2018年6月11日拍攝的「龍宮」小行星 (Credit: JAXA)

 

如果成功把小行星物質帶回地球，就可以證明地球上的「碳質球粒隕石」與小行星的組成有關。這種「碳質球粒隕石」來到地球時，可能受到地球污染，所以我們要證明隕石內的「水合礦物質」不是來自地球，就要從小行星上取得樣本，放入密閉箱，帶回地球檢測。
另有一些說法是這些「碳質球粒隕石」就是地球水源的其中一個來源，要證實這一點，也就是要去到小行星採集樣本才能夠知道。這對於地球的生命起源也有所啟示。
隼鳥二號在「龍宮」上，除了探集樣本，並會嘗試登陸三輛漫遊車 (Rover 1A、1B、2)和一艘由歐洲建造的「移動式小行星表面偵察器」(MASCOT)，用來探測小行星表面。Rover 1A及1B是兩輛相同的漫遊車，圓柱形狀，高7厘米、直徑18厘米、重1.1千克，它們會在這個細小的萬有引力小行星上，進行拍攝和量度溫度等；而Rover 2，是一個八邊形柱體的車，15厘米直徑、16厘米高，重約1千克。帶有相機、溫度計、加速計等，它們光學及紫外光的LED可以照亮浮遊的塵粒。
除此之外，日本的團隊還打算向「龍宮」發射一枚兩公斤重的銅彈，希望能撞出一個坑洞，並探測小行星內部的一些物質。
隼鳥號預計在2019年尾回程，並在2020年12月回到地球。

 

OSIRIS-REx前往「貝努」採集樣本
2018年12月，美國(OSIRIS-REx)，則會到達另一顆C型的小行星「貝努」(Bennu)，它除了會採回重達兩公斤的小行星樣本。

OSIRIS-REx探測器外觀 (Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center)

 

團隊希望可以在小行星樣本中，可以找到有用的礦物。若果成功的話，太空飛船將來在宇宙航行時，到達一顆小行星，便可以開採其中有用的礦物成為火箭燃料。
而OSIRIS-REx將會在2023年才回到地球，到時利用兩個C型小行星的開採樣本，就更能夠證明小行星是否存在「水合礦物質」了。

 

延伸資料：

新城知訊台訪問節目：我講你信唔信
第15集：「小行星」

9月19日太空館 天文快樂時光

星匯點委員。

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