NASA的小行星樣本返回任務 確定了最終四個候選樣本採集點

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圖中是美國國家航空航天局（NASA）的「奧西里斯王號小行星探測器」（OSIRIS-REx）任務在小行星本努（Bennu）上選擇的四個候選樣本採集點。「夜鶯」（Nightingale，左上）點位於Bennu的北半球。「翠鳥」（Kingfisher，右上）點和「鶚」（Osprey，左下）點位於Bennu的赤道地區。「鷸」（Sandpiper ，右下角）點位於Bennu的南半球。這其中一個地點將在12月被選為OSIRIS-REx的著陸地點。

版權：NASA/亞利桑那大學（University of Arizona）

在幾個月期間一直努力克服小行星Bennu表面崎嶇的現實後，NASA第一個小行星樣本返回任務的領導團隊選擇了四個候選地點作為「起源、光譜釋義、資源識別、安全性、風化層探索者」（OSIRIS-REx）探測器「標記」其「宇宙舞伴」。

自2018年12月抵達目的地以來，OSIRIS-REx探測器已經繪製了整個小行星的地圖，旨在確定最安全、最容易抵達的地點，以便探測器收集樣本。這四個候選地點將被進一步詳細研究，以便在12月選定兩個最終地點：一個首要地點和備用地點。

領導團隊原先計劃在任務進行到此時選定兩個最終地點。根據基於地球觀測結果的初步分析表明，這顆小行星表面可能含有大量的細顆粒物質。然而，探測器拍攝的最初圖像顯示，Bennu的地形極其崎嶇。從那以後，這顆小行星布滿岩石的地形給領導團隊確定含有可採樣物質的安全區域帶來了挑戰，可採樣物質必須足夠精細，直徑小於1英寸（2.5厘米），以便探測器的取樣機械裝置能夠吸入這些物質。

亞利桑那大學圖森分校的OSIRIS-REx首席研究員但丁?洛雷塔（Dante Lauretta）表示：「我們知道Bennu會給我們帶來驚喜，因此我們將為任何潛在發現做好準備。與任何探索任務一樣，應對未知需要靈活性、資源和巧思。OSIRIS-REx團隊已經展示了這些必要特點，能夠克服在邂逅Bennu的整個過程中所遇到的意想不到的困難。」

最初的任務計劃有意地在小行星表面運行期間增加了額外的300多天時間，以應對這些意想不到的挑戰。為了展示其應對Bennu上意料之外的事物的靈活性和巧思，任務團隊正在調整其選址過程。任務團隊在今天夏天將不再繼續挑選以敲定最終兩個地點，而是將再花額外的4個月時間詳細研究這四個候選地點，重點集中在通過即將進行的對每個地點的高解析度觀測來確定含有細顆粒、可採樣物質的區域。公民科學家們通過今年早些時候的觀測幫助創建的岩石地圖被用作評估每個地點安全性時的眾多參考數據之一。收集的數據將是選擇最終兩個最適合收集樣本的地點的關鍵。

為了進一步適應Bennu崎嶇不平的地形，OSIRIS-REx團隊對其採樣地點的確定過程進行了其他調整。最初的任務計劃設想了一個半徑為82英尺（25米）的採樣地點，而Bennu上並不存在這種大小的無岩石區域，因此作為代替，任務團隊對一些半徑從16英尺至33英尺（5到10米）的區域進行了識別。為了使探測器能夠精確地確認一個相對較小的地點，任務團隊對探測器的操作能力進行了重新評估，以便最大限度地提高其性能。該任務還加強了對引導探測器抵達小行星表面的導航要求，並開發了一種名為「靶心標記」（Bullseye TAG）的新採樣技術，該技術使用小行星表面的圖像，將探測器高精度地導航到精確的表面採樣地點。迄今為止的任務表現表明，新的標準是在其能力範圍內的。

位於馬里蘭州格林貝爾特的NASA戈達德太空飛行中心的OSIRIS-REx項目經理Rich Burns（里奇?波士）表示：「儘管OSIRIS-REx旨在小行星上的類似海灘區域收集樣本，其迄今為止非凡的飛行性能證明我們能夠迎接Bennu崎嶇表面帶來的挑戰。展現這種非凡表現的不僅包括探測器和儀器，也包括將繼續迎接Bennu向我們提出的每一個挑戰的任務團隊。」

Bennu上的四個候選樣本採集點分別為「夜鶯」（Nightingale）、「翠鳥」（Kingfisher）、「鶚」（Osprey）和「鷸」（Sandpiper），都是埃及本土的鳥類。命名主題對該任務另外兩個命名傳統進行了補充：埃及神（小行星和探測器）和神話中的鳥類（Bennu的表面特徵）。

自從2018年12月抵達近地小行星Bennu以來，NASA的OSIRIS-REx任務一直在研究這個由巨石、岩石和鬆散碎石組成的小世界，並尋找一個可以著陸的地方。OSIRIS-REx的目標旨在於2020年年中收集Bennu的樣本，並於2023年年底攜帶樣本返回地球。

版權：NASA

這四個候選地點的地理位置和地質特徵各不相同。雖然每個地點的可採樣物質的數量尚未確定，但已經對四個地點都進行了全面評估，以確保探測器在降落、抵達和收集小行星表面樣本過程中的安全。

「夜鶯」（Nightingale）點是其中最北端的地點，位於Bennu北緯56度。該地點含有多個潛在採樣區域，位於由一個直徑459英尺（140米）的大隕石坑環繞的一個小隕石坑內。該地點主要由細顆粒、深色物質組成，是四個候選地點中反照率（或反射率）和表面溫度最低的。

「翠鳥」（Kingfisher）點位於北緯11度，Bennu赤道附近的一個小隕石坑內。該隕石坑直徑為26英尺（8米），儘管該地點本身沒有大型岩石，但周圍由巨石環繞。在這四個候選地點中，「翠鳥」（Kingfisher）點水合礦物的光譜特徵最強。

「鶚」（Osprey）點位於一個直徑66英尺（20米）的小隕石坑內，同樣位於北緯11度的Bennu赤道地區。該地點有幾個潛在的採樣區域，附近區域岩石類型的多樣性表明該地點的風化層也可能是多種多樣的。「鶚」（Osprey）點在這四個候選地點中具有最強的富碳物質光譜特徵。

「鷸」（Sandpiper）點位於Bennu南半球，南緯47度。該地點位於一個直徑207英尺（63米）的大隕石坑壁上相對平坦的區域。該點也存在水合礦物，表明其可能含有未改性的富水物質。

今年秋天， OSIRIS-REx將在任務偵察階段開始對四個候選地點進行詳細分析。在偵查階段的第一階段，探測器將在0.8英里（1.29公里）的距離對四個地點進行高空飛越，以確認這些地點是否安全，是否含有可採樣物質。近距離成像還將繪製出將探測器自動導航到小行星表面所需的特徵和地標。任務團隊將利用這些高空飛越的數據在12月選定最終的首要採樣地點和備用採樣地點。

任務偵察的第二和第三階段將於2020年年初開始,屆時探測器將執行低海拔飛躍最終兩個地點，用更高解析度的地表觀測來識別其特性，例如將被用於指引至小行星表面樣本採集地點的岩石種類。OSIRIS-REx樣本採集計劃將於2020年下半年進行，探測器將於2023年9月24日把小行星樣本帶回地球。

戈達德太空飛行中心為OSIRIS-REx提供全面的任務管理、系統工程、安全和任務保障。亞利桑那大學圖森分校的Dante Lauretta是首席研究員，亞利桑那大學領導科學團隊以及探測任務的科學觀測規劃和數據處理。位於丹佛的洛克希德?馬丁太空公司製造了該探測器，並提供飛行操作。戈達德太空飛行中心和KinetX Aerospace公司負責探測器導航。OSIRIS-REx是NASA新前沿項目的第三個任務，該項目由位於阿拉巴馬州亨茨維爾的NASA馬歇爾太空飛行中心為NASA位於華盛頓的科學任務理事會進行管理。

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欲詳細了解最終四個候選地點，請訪問:

來源：https://www.nasa.gov/press-release/nasa-mission-selects-final-four-site-candidates-for-asteroid-sample-return

來源：NASA愛好者

作者：Jaynar

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