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到小行星上採集樣本

2018/8/14 — 17:39

隼鳥二號外觀
Credit: JAXA

隼鳥二號外觀
Credit: JAXA

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,約佔小行星的 17% 。

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「系川」小行星
​Credits: ISAS, JAXA

「系川」小行星
​Credits: ISAS, JAXA

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

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,佔所有小行星的 75% 。

2018 年 6 月 11 日拍攝的「龍宮」小行星
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 公斤,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 公斤。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

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(更新至 9 月 1 日的第 20 集)
7-7-2016 新城知訊台電台節目第15集:「小行星」

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