人类到小行星上去看点啥

2018年12月3日,美国宇航局(NASA)的奥西里斯-REx3宇宙飞船经过两年多、20多亿公里的太空飞行,终于抵达目的地小行星贝努(Bennu),预计将在不久后进行登陆。相比于登陆火星、登陆月球或者载人航天之类的“壮举”,派个探测器上小行星似乎不值一提。但事实上,登陆小行星,无论在技术上的难度还是所能取得的成果,都不低于那些吸人眼球的航天“大工程”——如果不是更重要的话。

本报记者王昱

日美抢先拔得头筹

此次到达小行星本努的奥西里斯-REx3宇宙飞船,其实有着一个更加复杂的名字,它全名应该叫做:“起源”“光谱解释”“资源识别”“安全风化层探测”号。是以该探测器身上的主要几个仪器命名的,但这样叫,就显得过于冗长,于是被简称为奥西里斯-REx3。不过,从这个名字里,你也可以看出科学家们对这次探测怀有多么高的期望,整个探测器中几乎塞满了各种各样的仪器。

奥西里斯-REx3于2016年发射,抵达贝努后将逐步接近它,计划于2020年伸出取样臂接触小行星表面并“一触即走”,获取至少60克土样。如任务进展顺利,它将于2021年3月踏上归途,由于受燃料等问题的限制,奥西里斯-REx3自身无法减速并被地球引力捕捉。到2023年9月从地球近旁飞过时,它将从探测器本体上弹出一个样本舱并把它送回地球。

值得一提的是,原本科学家预计奥西里斯-Rex3探测器要经过4年连续飞行后,才能到达小行星贝努,但在机缘巧合之下,真正到达的时间比预计时间提前了一年多,这令科学家们兴奋不已。

不过相比较而言,NASA在创造对近地小行星记录这一点上,还是晚了一步,他们输给了自己的日本同行。

今年6月,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的隼鸟2号(Hayabusa2)探测器,在三年半的飞行后飞抵小行星龙宫。并于今年9月21日,在距离小行星55米的上空投放了两个探测器MINERVA-II1A和MINERVA-II1B。这两个探测器成为登陆小行星的头两个人造物。

MINERVA-II1A和MINERVA-II1B为圆柱形,尺寸为7英寸宽,2.8英寸高,与奥西里斯-REx3一样搭载有多种科学仪器,其中包括温度和光学传感器以及多达7个相机。它们不会像好奇号等火星车那样在龙宫表面行驶,而是在龙宫表面跳跃。

任务团队成员称:“由于龙宫引力弱,如果使用轮子或履带,只要一移动,机器人就会飘浮在空中。这种跳跃装置适合在小型天体地表移动。即使如此,每次跳跃它们也会在空中停留至多15分钟,才能落到地表,一次跳跃在水平方向上可以移动至多15米。”

2019年,隼鸟2号也会着陆龙宫,并于2020年采样返回地球。此事在日本引发了极大的轰动和关注,以至于日本最知名的国民动漫《名侦探柯南》的最新剧场版,还专门以此为题材蹭了波热度。

是杀手还是信使

日本的隼鸟2号耗资约1.5亿美元,而美国的奥西里斯-REx3前前后后耗资8亿美元,科学家们为何如此关注看似并不起眼的小行星,不惜花重金上去一探究竟?

最容易被公众理解的原因是,这些不起眼的小行星,可能将扮演“行星杀手”的角色,撞击地球。有关小行星撞地球带来天地大毁灭的故事,经常在科幻电影中出现。而在现实中,这种事情一旦发生,后果也将是灾难性的。大约6500万年前,一颗直径10公里、万亿吨级小行星碰撞地球,这一灾难事件叫做希克苏鲁伯陨石坑事件,其直接的后果是导致了恐龙的灭绝,为哺乳类乃至人类的最终出现清空了舞台。

此次美国宇航局探测的贝努其实就是一颗高危的“杀手小行星”,在2175年至2199年之间,贝努撞击地球的可能性为2700分之一。这个几率看似不高,但却比你买彩票中奖或者开车出车祸高出好几个数量级。而一旦这种不幸发生,这颗直径超过500米的小行星撞击地球的破坏力将相当于广岛原子弹的数千倍。因此美国宇航局将其早早标记为危险度为“一级”的小行星之一。

所幸,人类技术目前正在快速发展,到2175年,即便不幸发生,人类也应该能想到规避这颗“杀手小行星”的方式。美国宇航局目前所做的正是未雨绸缪,先给这个潜在杀手验验身。

当然,小行星不仅有危险的一面,它也有可能向人们揭示太阳系演化,甚至地球生命形成的奥秘。

太阳系中有超过50万颗小行星,贝努成为研究目标的另一个原因在于它形成于约45亿年前,此后基本没有发生变化。通过观测,科学家们发现,其表面碳含量丰富,可能存在氨基酸等有机分子,与地球早期生命形成时的环境相似。这一点引起了科学家们的兴趣:贝努这种特点究竟是小行星中普遍存在的,还是这颗小行星本身就是在地球演化的某个阶段,因为另一次小行星撞击,是从地球上“溅射”出去的?

如果情况是前者,那么在学界流传已久的“地球生命外来说”无疑将得到新的佐证。在此之前,有科学家一直猜测,地球上的最初生命,有可能是外来小行星带来的,它原本属于另一个更加古老的行星。从这颗行星上因某种原因“碎裂”的小行星,落到了环境适宜的地球上,启动了地球生命的演化进程。

而如果研究结果最终证明,贝努本身就是地球“溅射”出去的碎片,其学术价值依然不小——它不仅仅将是科学家用以考察地球原始环境的活化石,还将开启另一种畅想:从地球上“溅射”出的碎片是否有很多,它们是否也像贝努一样,携带着从地球上来的有机物甚至生命的种子,至今依然在浩渺的宇宙空间中飘荡?

这种猜测并非天马行空,日本京都大学的最新研究就估计:前文提到的希克苏鲁伯陨石坑事件后,数十亿吨载有地球生命的微型小行星散布到了整个星系之中,其产生的影响比科学家最初认识的更为深远。数以百万计的地球岩石,很可能是银河系内其他星球生命孕育的起始点。研究人员表示,最有可能形成生命的星球是木卫二和土卫二,因为这两个行星上存在着液态水和二氧化碳等生命的基础条件,如果哪怕仅有一颗携带地球生命“种子”的陨石坠落在其上,也能触发这些卫星生命演化的连锁反应。

而据美国麻省理工学院《技术评论杂志》猜测,仅靠一次希克苏鲁伯陨石坑事件,小行星木卫二和土卫二表面的地球岩石数量可能达到数亿颗。如果新一轮小行星勘探的结果证明它们可以充当运送生命种子的“信使”,那么人类整个关于生命演化的图景都将为之改变——地球上的生命也许并非在孤独地演化,它时刻在通过小行星撞击与其他行星进行着交流。

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