中国的小行星、彗星探测计划

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航天局刚刚公布的我国第一次专项 #小行星探测项目# 着实让人眼前一亮,这应该算是坐实之前坊间传言了。虽说技术难度着实不小,但和 @看星星的嫦娥 一样,是有着很强的科学动机支撑的深空项目。可以说我国的深空探测项目已经逐渐从单纯的技术突破走向技术和科学齐头并进了,着实令人兴奋!作为相关领域研究者,我在这里多说几句吧。

从流出照来看,项目计划于2022年发射,2023年抵达近地小行星/“准卫星”2016 HO3(有个名字了,叫Kamoʻoalewa,我随便翻一个,“卡莫欧阿勒娃”?这是个夏威夷语名字,意思是“(轨道)不停振荡的天体”),绕转并采样后于2024年返回地球,利用地球和火星(2025年)进行引力加速,2030年抵达主带彗星133P/Elst-Pizarro,进行为期一年的就位探测。

这项目构想的亮点太多了,罗列几个巨的:

- 人类首次探测地球准卫星
- 人类首次探测十米级小行星 + 采样返回
- 人类首次探测主带彗星

先说小行星部分。Kamoʻoalewa是目前地球已知的五颗“准卫星”中最小也是轨道最稳定的一颗。什么是准卫星?准卫星就是大行星引力捕获的小行星。准卫星探测在国际上一直是热门话题,因为它们相对容易抵达,无论是拿来详细研究还是作为载人航空的深空“中转站”等等都比较合适。(美国之前因为没钱而砍掉的小行星重定向项目也有类似的概念,把近地小行星上的巨石抓到地月空间上进行详细研究。) 十米级的小行星虽然数量极大(光是十米级的近地小行星就有上百万颗),但我们对它们的了解很少,别说没有任何探测器造访过,甚至连其数量目前都有争议,因为它们又小又暗,即使大望远镜也很难观测。但十米级的小行星若撞击地球,仍可能产生相当的破坏——比如2013年的车里雅宾斯科小行星撞击事件,元凶是一颗直径18米的小行星。Kamoʻoalewa的直径目前还不很确定,估计在40-100米之间。就位探测的优势是能让我们近距离观察和测量这颗小行星并得到一些关键的信息,比如其表面风化情况、土层物理性质等等。另一个很有意思的看点是,作为一个环绕探测项目,我们能否看到十米级小行星在短时间(几个月?)内的表面/轨道变化。类似的变化之前有理论预言,也有间接的地面观测佐证,但就位探测能提供第一手资料。考虑到之前没有任何人对这么小的小行星进行过就位探测,这些资料能大大增进我们对微型小行星演化过程的了解。

至于技术上的突破我就不细说了,我搬凳子听航天专业的筒子们讲。十米级的小行星引力微乎其微,打个喷嚏就能飞出去了,而且Kamoʻoalewa自转速度飞快,转一圈还不到半小时,别说采样,绕转都有着不小的难度,但这是个四两拨千金的、非常值得迎接的挑战。

主带彗星,嘿嘿,我几个星期前介绍我们新作(6478号小行星“Gault”)的微博才刚刚提过主带彗星的重要性,不知道大家还记得不。(这里插一句,我之前介绍Gault用的是“活跃小行星”,主带彗星是活跃小行星的子集;主带彗星特指位于小行星带的活跃小行星,而活跃小行星指任何具有小行星轨道的彗星状天体) 主带彗星是太阳系内新发现的一种奇特的天体,它们虽然轨道上看起来是位于小行星带内的小行星,但出于各种各样的原因,它们能展现出彗星的特征。其中一种原因是这些天体含有丰富的水冰——这对传统的行星形成理论提出的挑战,因为此前认为小行星带这么“热”的地方,水冰很难长期存在;而彗星是很难“迁徙”到小行星带的。总之,光是围绕着“为什么会有主带彗星”这个问题就有好多个问号。因为主带彗星距离地球很远,地基/空基望远镜能获得的信息有限,所以最好还是能飞近探访。天文学家/行星科学家/天体生物学家毫不掩饰他们对水冰的兴趣,因为水冰是生命之源,了解水冰在太阳系和行星系统的分布对了解我们自身的起源和探索生命在宇宙中的分布都大大的有用(啧啧,写proposal的劲儿上来了,赶紧打住)。

目前还没有人类飞行器造访过主带彗星。由欧洲和美国科学家主导的卡斯塔利亚(Castalia)项目计划对133P/Elst-Pizarro(厄斯特-皮萨罗彗星)实施就位探测,但项目一直没有被选中,目前发射时间已经被推迟到2028年。所以如果一切顺利,我们有望先于Castalia抵达133P。133P是第一颗被认证的主带彗星,同时拥有小行星编号7968。从之前的观测数据来看,它的活动应该来自表面水冰在阳光加热下的升华,是一个很理想的探测目标。

顺带一提,在推上看到说这个项目可能以“郑和”的名字命名,期待“郑和号”能如期扬帆启航!



中国的小行星、彗星探测计划
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标签:    发布日期:06-24