DART小行星任務(wù)開始咋回事

斯科特·博爾頓曾與兩艘飛船合作，這兩艘飛船以確保陸地微生物永遠(yuǎn)無(wú)法在太陽(yáng)系外站穩(wěn)腳跟的名義自我毀滅。

冒著最惡劣條件的任務(wù)不可避免地會(huì)在榮耀的火焰中熄滅。以進(jìn)入金星大氣層的每一個(gè)航天器為例;那個(gè)星球表面最長(zhǎng)的幸存者只持續(xù)了兩個(gè)小時(shí)。

博爾頓說(shuō):“探測(cè)器從定義上來(lái)說(shuō)是一種自殺任務(wù)，但它是這樣設(shè)計(jì)的。例如，他參與了伽利略的木星任務(wù)，根據(jù)美國(guó)宇航局的數(shù)據(jù)，該任務(wù)包括一個(gè)穿過(guò)木星大氣層的探測(cè)器，將覆蓋97英里(156公里)的57分鐘數(shù)據(jù)發(fā)回云層。

有6次自我毀滅航天器匯總

1.2003年木星上的伽利略

盡管如此，伽利略號(hào)航天器本身最終還是跟隨了那次下降探測(cè)器。具有諷刺意味的是，伽利略的終結(jié)是因?yàn)樗约喊l(fā)現(xiàn)了從木星衛(wèi)星歐羅巴冰冷的外殼中噴出的水柱。這一發(fā)現(xiàn)將木衛(wèi)二變成了天體生物學(xué)家的熱門話題，這意味著沒(méi)有人希望一艘可能被地球細(xì)菌覆蓋的垂死的航天器跌跌撞撞地進(jìn)入冰冷的世界。

伽利略號(hào)必須在燃料耗盡之前安全地處理掉。當(dāng)航天器墜入水中時(shí)，它已經(jīng)完成了計(jì)劃中為期兩年的任務(wù)的近八年。

但是用我們太陽(yáng)系中最大行星的大氣層摧毀航天器說(shuō)起來(lái)容易做起來(lái)難。

“你基本上是螺旋式的。”博爾頓說(shuō)。“你不能只是左轉(zhuǎn)然后前往木星;你在它周圍的軌道上并受開普勒定律的支配，你慢慢地進(jìn)入，所以這是一個(gè)很好的機(jī)會(huì)測(cè)量。”

“但即使面臨這些挑戰(zhàn)，2003年的潛水還是給了科學(xué)家們關(guān)于這顆巨大行星的磁場(chǎng)和輻射帶以及木星周圍帶電粒子的全新數(shù)據(jù)。”博爾頓說(shuō)。

2.深度撞擊彗星坦普爾1號(hào)，2005年

美國(guó)宇航局的深度撞擊航天器向彗星P/Tempel 1投擲了一個(gè)820磅(372公斤)的撞擊物，讓科學(xué)家們能夠研究太陽(yáng)系中一個(gè)“臟雪球”的內(nèi)部。

該航天器于 2005 年 1 月發(fā)射升空，并于 6 月中旬抵達(dá)彗星 P/Tempel 1，正好及時(shí)發(fā)現(xiàn)了彗星的兩次自然爆發(fā)。但真正的爆發(fā)發(fā)生在 2005 年 7 月 4 日，當(dāng)時(shí)彗星和撞擊體相撞。據(jù)美國(guó)宇航局稱，由此產(chǎn)生的 Tempel 1 隕石坑直徑約為 490 英尺(150 米)。

幾分鐘后，主航天器飛過(guò)，拍攝了布滿灰塵的隕石坑、爆炸產(chǎn)生的冰塊碎片和彗星主體;Deep Impact 然后繼續(xù)飛過(guò)第二顆彗星 103P/Hartley 2，然后在2013年沉寂下來(lái)。

3.LCROSS登月，2009

月球隕石坑觀測(cè)和傳感衛(wèi)星 (LCROSS) 任務(wù)由美國(guó)宇航局的月球勘測(cè)軌道飛行器發(fā)射，并在 2009 年 10 月發(fā)射用過(guò)的火箭級(jí)撞擊月球時(shí)進(jìn)行了觀察。該任務(wù)的不尋常形式的靈感來(lái)自于觀察月球上一個(gè)棘手的鄰域的愿望。月球，以及阿波羅計(jì)劃使用火箭助推器產(chǎn)生地震波以供儀器檢測(cè)的歷史。

LCROSS 團(tuán)隊(duì)希望使用類似的方法將月球黑暗南極的內(nèi)部巖石樣本帶入光中。LCROSS 的助推器較小，但它進(jìn)入了一條旨在最大化碰撞的路徑，并且伴隨著一個(gè)完整的獨(dú)立航天器的儀器，經(jīng)過(guò)微調(diào)，可以在撞擊后四分鐘內(nèi)以令人難以置信的細(xì)節(jié)研究事件，然后航天器也墜毀了進(jìn)入月球。

LCROSS 旨在解決研究月球南極地下的兩個(gè)問(wèn)題。首先，該地區(qū)已有數(shù)十億年沒(méi)有見(jiàn)過(guò)陽(yáng)光，因此軌道飛行器不能簡(jiǎn)單地捕捉到來(lái)自該地區(qū)的反射光。其次，在月球上輕輕著陸以查看地表以下是困難的。

撞擊當(dāng)天的一個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻是科學(xué)航天器發(fā)現(xiàn)了助推器留下的隕石坑。

盡管留下了隕石坑，但 Colaprete 確實(shí)強(qiáng)調(diào) LCROSS 任務(wù)不一定以月球?yàn)槟繕?biāo)，而是遵循非常特定的軌道。“我們沒(méi)有撞擊月球;月球擋住了我們的路。”他說(shuō)。“我們正在繞地球運(yùn)行，而月球擋住了我們的去路。”

4.信使撞擊水星，2015 年

美國(guó)宇航局的信使任務(wù)于 2004 年發(fā)射，并于 2011 年到達(dá)環(huán)繞水星的軌道，然后在太陽(yáng)系中最小的行星上運(yùn)行了四年。信使繪制了這顆行星的地圖，研究了它的地質(zhì)并測(cè)量了它的磁場(chǎng)。但在馬里蘭州約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的行星科學(xué)家南希·查博特 (Nancy Chabot) 告訴 Space.com，它在 2015 年突然結(jié)束，很可能在懸崖峭壁上停下來(lái)。

但 Messenger 的撞擊與許多試圖以盡可能接近 90 度角接近表面的受控撞擊不同。“它幾乎沒(méi)有掠過(guò)表面，它幾乎沒(méi)有浮出水面。”Chabot 在談到 Messenger 的下降時(shí)說(shuō)。“與正面相比，它將有一種非常平坦的進(jìn)入方式，因此也應(yīng)該形成一個(gè)有趣的形狀隕石坑。”

雖然 Messenger 團(tuán)隊(duì)知道航天器何時(shí)擊中，但從那時(shí)起就沒(méi)有人瞥見(jiàn)該地點(diǎn)。然而，這可能會(huì)改變，這要?dú)w功于歐洲和日本航天機(jī)構(gòu)執(zhí)行的名為 BepiColombo 的水星任務(wù)。Chabot 說(shuō)：“鑒于科學(xué)家們對(duì) Messenger 隕石坑的期望，他們還不能確定BepiColombo是否能夠?qū)﹄E石坑進(jìn)行成像。但如果可以的話，結(jié)果可能會(huì)讓科學(xué)家更多地了解離太陽(yáng)最近的行星。”

5.卡西尼號(hào)撞擊土星，2017

NASA的下一個(gè)氣體巨人任務(wù)是在伽利略號(hào)任務(wù)結(jié)束前發(fā)射的，但卡西尼號(hào)土星任務(wù)背后的團(tuán)隊(duì)知道，他們自己的航天器在工作結(jié)束時(shí)可能會(huì)面臨類似的命運(yùn)。果然，科學(xué)家們知道，他們不想冒險(xiǎn)讓土衛(wèi)六或土衛(wèi)二上未經(jīng)消毒的航天器失控墜毀，土衛(wèi)六或土衛(wèi)二是這顆環(huán)狀行星上兩個(gè)可能適合居住的衛(wèi)星。

但是當(dāng)一個(gè)團(tuán)隊(duì)意識(shí)到正確的泰坦飛越會(huì)使航天器首先進(jìn)入行星和環(huán)之間的間隙，然后不可避免地進(jìn)入行星本身時(shí)，誘惑就很明顯了。

“科學(xué)家們有一系列他們可以做的選擇，但是這個(gè)機(jī)會(huì)如此接近土星并解決新的科學(xué)問(wèn)題并滿足行星保護(hù)，就像卡西尼號(hào)任務(wù)的勝利，等等這就是我們選擇做的事情。”斯皮克說(shuō)。

因此，在 2017 年，在其探索的最后六個(gè)月中，卡西尼號(hào)對(duì)土星有了全新的看法，因?yàn)榭茖W(xué)家們?yōu)g覽了航天器在任務(wù)早期無(wú)法進(jìn)行的觀測(cè)愿望清單。“我們可以做很多新的科學(xué)，這真的是一個(gè)非常好的獎(jiǎng)勵(lì)，”斯皮克說(shuō)。“除了我們必須滿足行星保護(hù)的事實(shí)外，我們可能不會(huì)想到一定要嘗試這樣做。”

該任務(wù)的最后階段讓科學(xué)家們能夠計(jì)算土星環(huán)的質(zhì)量，確認(rèn)一種被稱為“環(huán)雨”的現(xiàn)象，確定土星的旋轉(zhuǎn)軸和磁軸莫名其妙地相似，并收集一些與伽利略14年前下降時(shí)相同類型的帶電粒子數(shù)據(jù)。

6.Hayabusa2撞擊小行星Ryugu，2019年

日本的第二次小行星采樣任務(wù)Hayabusa2與許多小型機(jī)器人探險(xiǎn)家同伴一起訪問(wèn)了一顆名為 Ryugu 的近地小行星。航天器上還藏有一項(xiàng)名為“小型隨身撞擊器”(SCI)的實(shí)驗(yàn)，該任務(wù)于 2019 年 4 月部署了該實(shí)驗(yàn)。

在這個(gè)項(xiàng)目中，任務(wù)團(tuán)隊(duì)計(jì)劃基本上向小行星發(fā)射子彈，創(chuàng)造一個(gè)人造隕石坑。該任務(wù)甚至能夠捕捉到在撞擊過(guò)程中從小行星濺出的碎片的照片。

Ryugu本身已經(jīng)讓任務(wù)團(tuán)隊(duì)感到驚訝，因?yàn)樗瓤茖W(xué)家從遠(yuǎn)處預(yù)測(cè)的要粗糙得多。而且這種影響也不一定是小行星科學(xué)家所期望的。

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