龙宫使者:隼鸟2号

作者|潘天峰

审核|程子烜

编辑|张宓

龙宫使者:隼鸟2号
龙宫使者:隼鸟2号

隼鸟2号是日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的小行星探测计划,是隼鸟号的后续计划。这项计划在2014年12月3日搭载H-ⅡA火箭升空,主要目的是将隼鸟2号探测器送往C型小行星(C型小行星是含碳的小行星,约占已知小行星数量的75%)——162173号小行星[后被命名为龙宫(Ryugu)],在2018年到达并采集样本后,于2020返回地球,将采集到的样本送回地球。

龙宫使者:隼鸟2号

画家笔下的隼鸟2号(图片来源于维基百科)

隼鸟2号在设计上与隼鸟号几乎相同,但也有一些不同点:

1、天线从隼鸟号使用的旧型天线更换成与破晓号(Venus Climate Orbiter,金星气候卫星,2010年5月21日发射,是日本的第一个金星探测器)相同的平面天线;

2、携带撞击器。在小行星表面进行采样时,先释放含有炸药的撞击器在小行星表面制造坑洞,之后于坑洞内采集样本;

3、隼鸟2号使用NEC研发的“StarPixel”影像压缩引擎,以此缩短影像压缩及传输花费的时间。

4、比隼鸟号多一个反作用轮,以作备用;

5、标记球由隼鸟号的3个增加到5个;

6、隼鸟2号携带了1个着陆器(MASCOT)和三个巡视器(MINERVA-Ⅱ-1编队的2个和MINERVA-Ⅱ-2的一个),而隼鸟号只携带了1个着陆器并且投放失败。

龙宫使者:隼鸟2号

隼鸟2号拍摄的龙宫小行星(图片来源于JAXA)

 

162173号小行星由林肯近地小行星研究小组(LINEAR)于1999年5月10日发现,国际小行星中心在2015年9月28日公布的95804号小行星通告中将其命名为“龙宫”。龙宫是日本民间传说中的水下宫殿,在传说中,渔民浦岛太郎被海龟带到龙宫,当他返回时带走了一个神秘的盒子,隼鸟2号像浦岛太郎一样探访龙宫小行星,并将带着样品回来。

龙宫使者:隼鸟2号

隼鸟2号发射升空(图片来源于JAXA)

 

2014年12月3日,隼鸟2号在种子岛宇宙中心大型火箭发射场由H-ⅡA火箭成功发射升空。2015年11月26日在距离地球300万千米处拍摄地月合影,于12月3日借助地球引力加速前往目的地龙宫小行星。

龙宫使者:隼鸟2号

隼鸟2号拍摄的地月合影(图片来源于JAXA)

 

经过3年半的漫长跋涉,隼鸟2号终于在北京时间2018年6月27日8时35分顺利抵达龙宫小行星上空20千米处的停机点。

龙宫使者:隼鸟2号

MINERVA-Ⅱ-1编队的两台巡视器

 

相比于隼鸟号一波三折式的探索过程,隼鸟2号的任务进行的大都相当顺利。9月21日成功释放MINERVA-Ⅱ-1编队的两台巡视器并传回照片。这两个巡视器的直径约为18厘米,高约7厘米。其移动方式就像青蛙一样,从一个地方跳跃到另一个地方,一次跳跃大概需要15分钟,能使他们移动约15米。跳跃的动力来自于其内部的飞轮产生的力矩,通过改变力矩的方向和大小可以控制跳跃的速度和方向,而四面伸开的“腿”实际上是巡视器的温度探测器。之所以采用这样的移动方式,是因为龙宫小行星的重力场相比月球和火星实在是太微弱了。若使用轮子进行移动,产生的力就足以让巡视器在小行星表面漂浮起来,反而难以进行控制。完成任务后,这两个巡视器将永久停留在龙宫小行星表面。

龙宫使者:隼鸟2号

MINERVA-Ⅱ-1 A在跳跃过程中拍摄的龙宫小行星表面(图片来源于JAXA)

 

2018年10月3日成功释放着陆器MASCOT。由于MASCOT安装的是一次性电池,在着陆后按计划开机并正常工作了17小时,便彻底休息了。

龙宫使者:隼鸟2号

MASCOT拍摄的龙宫小行星表面(图片来源于JAXA)

 

隼鸟2号在2018年9月10日完成首次采样演习,原计划10月中旬进行第二次采样演习并于10月底进行首次着陆采样,但因龙宫小行星地表比预想的更复杂,为保证成功率,在10月下旬增加一次采样演习,并将首次着陆推迟至2019年2月。北京时间2019年2月22日下午6:29,隼鸟2号成功着陆在龙宫小行星表面,比预定着陆中心偏差1米,随后射出子弹,顺利完成首次采样。

龙宫使者:隼鸟2号

隼鸟2号首次采样完成后的照片(图片来源于JAXA)

 

2019年4月5日,隼鸟2号成功向龙宫小行星表面发射撞击器(其中含有9.5公斤的炸药),撞击器击中小行星后,地下岩石被炸出,形成一个坑洞,直径超过10米,深度约2~3米,这是人类首次通过发射撞击器在小行星上制造坑洞。7月11日隼鸟2号在坑洞中成功着陆,然后像第一次那样射出子弹,收集样品。

龙宫使者:隼鸟2号

撞击器撞击前(左)与撞击后(右)(图片来源于JAXA)

 

巡视器MINERVA-Ⅱ-2在部署前发生故障,无法启动观测仪器,但还是按计划于2019年10月2日从隼鸟2号释放,随后由隼鸟2号对其进行观测进行重力测量,几天后在龙宫小行星表面着陆。

龙宫使者:隼鸟2号

隼鸟2号拍摄的MINERVA-Ⅱ-2巡视器(图片来源于JAXA)

 

2019年11月13日,隼鸟2号开始远离龙宫小行星,踏上返回地球的旅程,预计2020年12月抵达地球。装有样品的返回舱将被隼鸟2号释放后在澳大利亚伍麦拉试验场(RAAF Woomera Range Complex)再入,这里正是10年前隼鸟号再入的地方。这些样品有望揭示有关太阳系起源的奥秘,而隼鸟2号将继续前行,进行扩展任务。

龙宫使者:隼鸟2号

隼鸟2号返航时对龙宫小行星的回眸(图片来源于JAXA)

 

参考资料

[1]Hayabusa2,wikipedia ,

https://en.wikipedia.org/wiki/Hayabusa2

[2]Hayabusa,wikipedia ,https://en.wikipedia.org/wiki/Hayabusa

[3]隼鸟2号展示了日本不可小觑的航天实力,观察者网,

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1627846380271942420&wfr=spider&for=pc

[4]隼鸟2号小行星探测器,百度百科,

https://baike.baidu.com/item/%E9%9A%BC%E9%B8%9F2%E5%8F%B7%E5%B0%8F%E8%A1%8C%E6%98%9F%E6%8E%A2%E6%B5%8B%E5%99%A8

[5]隼鸟2号:请开始你的“龙宫”探险,haibaraemily、鸑鷟鹓鶵,新浪微博,

https://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404255859118107799

[6] 隼鸟2号:第三次采样演习顺利完成,第一次着陆采样要延期了,haibaraemily,行星事务所(微信公众号),

https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI1OTA2Njg3MQ==&mid=2649953697&idx=1&sn=cd5d6f9bea1fea1b85a25ab1032e4fac&chksm=f2792b39c50ea22fbed34c56c84a76d4bf8503aba1340a2a5422e299700fa505a61df23c127f&scene=21#wechat_redirect

龙宫使者:隼鸟2号

有关隼鸟号与隼鸟2号探测器的更多疑问,欢迎大家在评论区留言,小星会一一为你解答哦~

 

关注微信公众号/新浪微博“星明天文台”,和小星一起踏遍星辰,收获浪漫吧~

龙宫使者:隼鸟2号
龙宫使者:隼鸟2号
龙宫使者:隼鸟2号
龙宫使者:隼鸟2号

原文始发于微信公众号(星明天文台):龙宫使者:隼鸟2号

发表评论

必填项已用*标注