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小行星资源开发是未来航天发展方向之一

时间:2017-05-19  来源:工人日报   作者:网管   点击:

自从1801年,意大利天文学家朱塞普·皮亚齐发现第一颗小行星“谷神星”后,人类已经发现获得永久编号的小行星30万颗左右,而人类对小行星的探索,才刚刚开始。

行星探测能力的较量

去年9月30日,欧洲空间局的罗塞塔号探测器在楚留莫夫-格拉希门克彗星着陆,与地面失去联系,结束了自己历时12年的任务。罗塞塔号在追逐探索楚留莫夫-格拉希门克彗星的同时,两次穿越小行星带,为人类带来了重要的小行星信息。

2008年9月,罗塞塔号以不到800公里的距离飞掠了直径约为5公里的“2867号”小行星。2010年7月,它又以3000公里的距离飞掠过直径约100公里的小行星“司琴星”,并确定了小行星的年龄为5000万~8000万年,这与地球上恐龙灭绝的年代,存在一定的巧合。

在火星和木星轨道之间的小行星带,对于其起源人类迄今并未搞懂,探索小行星,寻找小行星的起源真相,将有助于人类更深入了解太阳系,乃至我们生存的地球。

罗塞塔号结束任务的原因是能源有限,电池耗尽,对于长距离探测来说,人类的技术仍然有局限性,但这挡不住各国对小行星的探索热情。

日本曾于2003年发射隼鸟号探测器,时隔七年后带着“丝川”小行星样品返回地球。受到隼鸟号成功的鼓励,日本于2014年12月3日发射了隼鸟2号,目标是“1999JU3”小行星。

去年9月,美国发射了小行星采样探测器OSIRIS-Rex,将于明年8月抵达小行星“贝努”并采集样品,2023年返回地球。

探索小行星,背后其实是各方行星探测能力的较量,因为,小行星探测器涉及导航、附着、采样、电池、测控等诸多方面技术,并且可以用于探测其它行星。

小行星上有什么?

目前,美欧日三方都有了自己的小行星探测计划,我国当然也不甘落后。中国空间技术研究院已在小行星自主导航与控制、小行星弱引力附着与采样技术、长寿命电推进技术、远距离测控和自主管理技术等方面开展了预先研究,并开创了国际合作加快小行星探测的新模式。

事实上,在之前的空间探测中,中国的航天器也与小行星有过邂逅。2012年12月,“嫦娥二号”卫星与编号为4179的图塔蒂斯小行星擦身而过,并且用相机对其进行了光学成像,这是人类首次实现对该小行星的近距离探测。

各国争相探测的小行星上,究竟有什么?

日本隼鸟2号的目标小行星“1999JU3”,被认为可能存在水和有机物,一旦能够对探测器取回的物质进行分析,可以探明水和有机物产生了怎么样的反应,最终形成了生命。

当然,绝大部分小行星上主要是各种石头。天文学家们根据光谱,将大部分小行星分为三类:约有15%的小行星是“硅质”,含有一个由石质硅层包围的铁镍内核;另一种小行星则是“金属质”,主要由铁和镍组成,约占10%;剩下的多为“碳质”小行星,有丰富的碳。

但是,小行星带距离地球比火星还要远,为何人类不就近从月球和火星上寻找矿产,而是瞄准了小行星呢?

根据万有引力定律,两个物体之间,引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比,小行星质量很小,引力自然也小,从小行星上带走物质,比从大行星上要容易得多。当然,引力非常小也就意味着,在小行星上如何安全着陆将是个难题。

潜在危险不容忽视

美国人计划探测的“贝努”小行星,直径只有492米,自转周期仅需4.3小时。与其它小行星不同,贝努星是一颗对地球有高度潜在威胁的近地小天体,位列哨兵系统巴勒莫撞击危险指数第三级。巴勒莫撞击危险指数,是一个被天文学家用来评判一个近地物体对地球的威胁的对数标准。

根据美国航天局广域红外探测器(WISE)最新观测结果显示,中等体积大小的近地小行星数量为19500颗。小行星对地球的威胁绝非空穴来风,就在上个月的19日,一颗直径达到650米,编号为“2014JO25”的小行星掠过地球,最近距离为175万公里,仅为地月之间距离的4.6倍。在浩瀚的宇宙中,175万公里的距离,并不遥远。“嫦娥二号”观测的图塔蒂斯小行星,曾于2004年以4倍地月距离飞掠地球,这颗小行星的直径为5公里。

美国航天局的预测显示,10年后,直径800米的“1999AN10”小行星将以一个地月距离飞过地球。目前,面对小行星存在的潜在威胁,人类并非当初“赤手空拳”的恐龙。但如果想找到更好的防卫方法,还需要更多探测和实验。

小行星的撞击,可能会影响地球上的生命走向,不只会导致有些物种可能因此灭绝,也有可能带来其它物种。

关于小行星上是否存在水和有机物,一直是科学家们关注的焦点。因为如果小行星上有这些,那么它也可以通过撞击的形式,将其带到地球来。美国黎明号小行星探测器在去年3月进入谷神星轨道后,于今年报告,在谷神星北半球一个直径为50公里的陨坑附近发现了有机化合物的踪迹。


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