解读日本“隼鸟”号（组图）

2010 年 6 月 21 日 星期 一 今晚报


作者：尹怀勤

                               
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日本“隼鸟”号小行星探测器

                               
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6月14日，工作人员在澳大利亚内陆回收日本“隼鸟”号小行星探测器密封舱。




飞向“丝川”小行星






“丝川”小行星是1998年9月下半月发现的第906颗小行星，其轨道与地球平均距离约3亿公里。它的外形如马铃薯，长约540米，宽约300米，体积较小，是一个由大量碎石块和沙粒组成的聚合体。日本为了纪念本国的“火箭之父”丝川英夫博士，经向国际天文联合会小行星专业委员会申请并得到批准，才将其命名为“丝川”小行星。


“隼鸟”号是日本耗资1.34亿美元研制而成并于2003年5月9日用MV运载火箭从鹿儿岛内之浦发射场起飞成功发射的小行星取样航天器，其探测目标是“丝川”小行星。它在升空后，即在地面指挥控制中心的遥控下，沿着外切地球公转轨道、内切“丝川”小行星公转轨道的预定路线疾驰而去，并于2005年9月初与目标天体交会，最终于9月12日飞抵离“丝川”小行星20公里的预设位置，成为后者的人造卫星。当天它就成功地向地面发回一批近距离拍摄的“丝川”小行星图像，说明其技术状态稳定，工作性能正常。

重量为495公斤、太阳能电池板展开后长约5米的“隼鸟”号探测器是采用离子火箭发动机飞向“丝川”小行星的。这种动力装置的工作原理是，其工质氙从贮箱经过电离室被分解为正、负离子后，带正电的离子流在引出电极的静电场力作用下加速形成射束。离子射束与中和器发射的电子耦合形成中性的高速束流，喷射而出产生反作用推力。在“隼鸟”号环绕“丝川”小行星运转期间，仍以离子火箭发动机提供动力。直到2005年11月9日，“隼鸟”号探测器已遭遇过几次困境：太阳耀斑损坏了其电力储存电容器，3个姿态控制仪只有1个能正常运转。

自2005年11月10日开始，“隼鸟”号探测器的动力装置已转为使用化学火箭助推器，因为离子火箭发动机虽然可以精确控制方向，但费时较长。探测器上带有足够的助推器燃料，以保证“隼鸟”号能够圆满完成这次飞行任务。


投放观测器失败

在距离“丝川”小行星20公里高的轨道上运行期间，“隼鸟”号探测器就进行了环绕飞行的探测工作。它用摄像机和激光测距仪测绘小行星的图像，用X射线和红外线质谱仪观测目标星体表面情况，收集其成分和地形数据。2005年10月份，“隼鸟”号陆续降低运行高度，进一步接近小行星，从10公里之内对其进行观测，并将已获得的数据资料用无线电信号发回地面，供科学家们进行研究。

按照预定计划，“隼鸟”号于11月12日应在距离目标星60米至70米的高度上投放名叫“智慧女神”（MINERVA）的观测器。形状如同罐子、只有10厘米长的“智慧女神”，实际上是个小型探测机器人。赋予它的任务是，前往“丝川”小行星采集数据，为“隼鸟”号无人探测器11月20日和26日两次登陆这个小行星做准备。

遗憾的是，11月12日15时8分，地面指挥人员向“隼鸟”号下达了投放观测器的指令后，观测器未能在“丝川”小行星上着陆。事后查出的原因表明，系投放高度大大超出预定距离所致。发出指令的当时，“隼鸟”号离“丝川”小行星仅55米，而后转向上升，结果在距离“丝川”200米的高度上投下了观测器，滞后于最佳时机，造成日本首次向地外天体投放观测装置失败。

“智慧女神”失踪的当晚，曾一度和地面监控室保持通信，后因机器人天线出现问题而中断了信号来往。它在与地面通信期间，已发回“隼鸟”号部分太阳能电池板照片，还有其内部温度和姿态的信息。2005年11月13日晚，日本宇宙航空研究开发机构有关人士说，“隼鸟”号携带的照相机拍到了“智慧女神”逃向太空的身影；目前它在太空飘浮，但受“丝川”小行星引力的影响，最终落在后者表面的可能性很大。


是否采样尚难定论


虽然投放的观测器迷失目标，但是“隼鸟”号自身功能却很正常。同时，“智慧女神”的着陆预演对“隼鸟”号最终着陆所需的程序和设备进行了检验，使地面控制小组能够准备好对小行星采样的成功。日本宇航研发机构决定继续执行原来计划，在2005年11月20日和26日让“隼鸟”号两次短时间着陆“丝川”小行星，采集其表面的岩石样本。

11月20日凌晨，“隼鸟”号按照地面遥控指令于当日上午6时前，在离“丝川”10米的距离通过小行星引力自然下落，6时10分左右，在预定着陆目标的30米内着陆，随即在星面跳动两次，约停留30分钟，然后离开小行星地面。
按原定计划，“隼鸟”号一旦触到“丝川”，内部的气枪就立即发射直径约1厘米、重为5至10克的掷标金属球钽弹，在小行星的硬壳上打出一个小孔，并用喇叭形的专门取样装置把溅起的一缕灰尘收进探测器的底舱。“隼鸟”号将在小行星上停留1至2秒，一旦完成采样任务，它就飞行到8.4公里高的轨道将信息传回地球，本身继续进行环绕飞行。然而，由于感知着陆的装置没有发挥作用，尽管“隼鸟”号在“丝川”表面停留时间大大超过规定时限，但它却未能发射金属球，导致第一次采样活动失败。同时，它离开“丝川”后一下上升到约100公里的轨道位置，比要求高出许多，姿态控制出现问题。

日本宇航研发机构一度宣布“隼鸟”号处于失踪状态。9时30分左右，中断了约3个小时的联系才得以恢复。联系中断后，“隼鸟”号转为自动控制，储存自身数据，并在恢复联系后将其发回地面控制中心供研究人员分析。
在“隼鸟”号与地面控制中心恢复联系后，经地面人员努力，于21日姿态控制恢复正常，并再次接近“丝川”小行星。当日下午已抵达距离“丝川”50公里处，22日又拉近了两者的位置，为再次登陆和取样做好了准备。

11月26日，“隼鸟”号重新登陆当时距离地球2.9亿公里的“丝川”小行星。这次停留时间较短，只有几秒钟，基本符合计划要求，问题是尚难确定它是否采集到星面样本。在它飞离“丝川”小行星后，已将数据资料发回地面，并按地面发出的返航指令，先围绕小行星飞行，再踏上返回地球的归程。照原来设定，“隼鸟”号探测器的返回舱应于2007年6月再入地球大气层。只有收到返回舱后，它是否采集到小行星样本才会有定论。


艰难的回归旅程

出人意料的是，“隼鸟”号2005年12月由于燃料泄漏等原因，无法保持正确的空间姿态，并与地面控制中心失去了联系，使日本宇航研发机构不得不推迟其回归时间。虽然到2006年3月初，探测器与地面的通信状况逐步改善，但它的太阳能电池发电量已急剧下降，搭载的锂离子电池组也放尽了电能，其中的部分电池已不能再用。这致使“隼鸟”号于2007年4月才脱离“丝川”的绕飞轨道，开始回归地球的旅程。同年10月，它关闭了用于长途航行的离子火箭发动机，改为依靠惯性飞行。2008年三季度开始，地面控制人员一直在等待让“隼鸟”号重启离子火箭发动机的时机。当“隼鸟”号隔着太阳与地球遥相呼应，两者相距约3亿公里时，控制人员向它发出了重启离子火箭发动机的指令。2009年2月4日，日本宇航研发机构说，“隼鸟”号时隔1年零4个月后成功完成了离子火箭发动机重新点火，从而迈出了返航地球的重要一步。

尽管如此，“隼鸟”号已经浑身是病。仅剩的1台姿态控制仪岌岌可危，化学火箭发动机因燃料泄漏亦不能使用，4台离子火箭发动机，只有1台能正常工作。它自发射升空到2009年2月初，已在太空飞行4.5亿公里，它回到地球的时间比最初计划推迟了三年。
幸好后来的情况一切顺利，“隼鸟”号探测器返回舱已于6月13日成功返回地球。日本科学家认为，虽然它在着陆“丝川”表面时岩石样本采集设备未能打开，但是着陆时仍有可能地表土沙进入开口的返回舱。果若如此，“隼鸟”号将成为自美国航天员1972年最后一次登月收集样本以来，第一个在地外天体上登陆并带回样本的航天器。

鉴于小行星含有46亿年前太阳系诞生时的物质，从而直接研究“隼鸟”号带回的小行星样本，将有可能获得揭开太阳系和行星形成之谜的信息和线索，从而帮助人类深化对宇宙奥秘的认识。

“隼鸟”肚子是“空”的

2010 年 6 月 19 日 星期 六 今晚报

                               
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工作人员在澳大利亚内陆回收小行星探测器密封舱。 新华社/路透

                               
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6月13日在澳大利亚南部伍默拉附近的沙漠地带拍摄的日本“隼鸟”号探测器的密封舱下降的图片。

新华社东京6月18日电 （记者蓝建中）日本宇宙航空研究开发机构18日说，对“隼鸟”号小行星探测器密封舱的X光检查显示，密封舱的密封性保持得很好，不过，内部未发现明显的颗粒状物质，目前还不清楚探测器是否采集到了“丝川”小行星的表面物质。

宇宙航空研究开发机构18日把运抵相模原市开封和分析设施的“隼鸟”号探测器密封舱转运到东京都调布市的一处设施中，在那里，研究人员对密封舱内直径约6厘米、高约7厘米的圆筒形收藏容器进行了X光检查。这种X光能够发现小到0.3毫米的物质。检查结果，容器内部未发现有颗粒状物质。因此，“隼鸟”号探测器是否采集到了“丝川”小行星的表面物质，只有等到开封后才能判断。

检查结束后，密封舱被再次运到开封和分析设施中。宇宙航空研究开发机构将遵循极为慎重的程序打开收藏容器。研究人员将首先清除收藏容器表面的污物，把容器表面的金属层削薄，然后把容器组装到开封机中，再连同开封机放入真空装置。为防止收藏容器中的物质飞出，研究人员在开封前还要测量容器中的气压，并使容器内外的气压保持相等。

一切准备妥当后，开封工作才能开始。容器的盖子打开后，研究人员将一边借助显微镜观察，一边用特殊的刮刀把容器内的物质全部扒到石英盘子中。

据悉，确认收藏容器内是否有采自“丝川”小行星的物质还需要数月时间。但即使只有微量物质被采集到，这对于探究太阳系的进化过程也是极为珍贵的材料。

它真的回来了，

刚发现本坛中又多了位“土星人”。。。

飞行探测过程非常的精彩，基本上可以拍电影了，不过结果有点让人失望昂，不过杯具也是戏剧的一种形式

水星人、、火星人、、、土星人、、、下个该木星人了、、、

学习了

真的很佩服！！！