电光火石,短兵相接,隼鸟2号着陆采样够刺激

renwen 提交于 周日, 2019/06/09 - 23:43
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JAXA[10]

  模拟打子弹的结果嘛,就是上面两个视频了。而实际射出子弹的样子,地球上的我们是无法直接看到了。不过幸运的是,隼鸟2号携带了一个专门用来跟踪采样杆的小型监视相机CAM-H,这个相机全程从采样杆顶端的(上帝)视角记录下了这场短兵相接

  影像开始于最后降落阶段(final descent )的59秒之前,总拍摄时间540秒,包括降落、接触采样和上升三个阶段。视频是5倍速快放。来源:JAXA[12]

  如果还觉得不够刺激的话,这里还有个精华版▼

  (动图)

  电光火石,短兵相接,隼鸟2号着陆采样够刺激

  降落、接触采样和上升三个阶段。来源:JAXA[13]

  这场电光火石的短兵相接,其实仅仅持续了1秒钟。

  也就是说,隼鸟2号在62910秒接触龙宫表面之后,就瞬间完成了打枪和采样,随即自主上升,离开龙宫表面。630分,正在上升的隼鸟2号拍下了这场“暴行”留下的痕迹,也宣告了这场“劫掠”的圆满成功。

  电光火石,短兵相接,隼鸟2号着陆采样够刺激

  20192227:30(日本时间),隼鸟2号的光学导航相机ONC-W1在距离龙宫表面约25米处拍下了龙宫表面的样子。来源:JAXA、东大等[14]

  多普勒助力

  在下降着陆的最后阶段,由于需要调整探测器的姿态倾斜采样,那么原本的高增益天线就不能指向地球方向了,所以在这几十分钟时间里,隼鸟2号只能借助低增益天线传回的多普勒频移信号来了解隼鸟2号的动态

  电光火石,短兵相接,隼鸟2号着陆采样够刺激

  隼鸟2号着陆采样流程和时间。来源:JAXA[3]

  实践证明,多普勒频移数据是深空探测中可靠的好帮手,它可以帮助我们精准探知探测器相对于龙宫的速度变化,我们也就可以推测隼鸟2号每个阶段的是否按照计划顺利进行了。

  电光火石,短兵相接,隼鸟2号着陆采样够刺激

  隼鸟2号降落采样期间的多普勒频移数据,注意标注时间是日本时间。来源:JAXA[3]

  事实上,最早确认隼鸟2号顺利完成着陆并开始上升,也是多普勒信号告诉我们的。

  电光火石,短兵相接,隼鸟2号着陆采样够刺激

  来源:twitter@haya2e_jaxa[15]

  乙姬公主的宝箱

  说到底,隼鸟2号到底是如何通过发射子弹来收集龙宫样本的?这简直是艺术品一样的精巧设计!采样杆内部的整体设计继承于隼鸟号,也是通过子弹撞出的碎屑弹射进顶部的样本收集装置来获得样本。这也解释了为什么会使用钽质子弹——这样即使子弹的物质混入龙宫的碎屑,也能轻易分辨开来,不让样本受到不可控的污染。

  电光火石,短兵相接,隼鸟2号着陆采样够刺激

  汉化自:JAXA[6]

  但采样杆内部很多细节方面都做了改进,例如样本收集装置的密闭性变得更好,可以把挥发性气体和惰性气体都原封不动地带回地球了[17]

  还有一个重要的改进之处,是隼鸟2号的采样杆底部被设计成回褶状,这样那些1-5毫米大小、没有被弹进顶端收集装置的“漏网之鱼”,也可以先一网“兜住”,等上升中的探测器突然减速的时候,这些样本就有机会因为惯性再次被送入收集器里去,绝不放过一点点珍贵的样品。

  电光火石,短兵相接,隼鸟2号着陆采样够刺激

  采样杆底部设计。汉化自:JAXA[6]

  等等,隼鸟2号一共计划采样三次,怎么只有一个样本收集器呢?那三次的样本不就混了么?完全不会!因为样品收纳器里面也大有玄机。

  隼鸟2号的收纳器内部被分成了3部分(隼鸟号是分成2部分)。

  第一次采样的样本会被直接送到A室,收集完毕之后,转动回转筒,关闭A室。

  第二次采样的样本直接被送入B室,收集完毕之后照样关闭B室。

  第三次采样的样本被送入C室。

  安排得明明白白的。

  电光火石,短兵相接,隼鸟2号着陆采样够刺激

  样本收纳装置内部结构和样品收纳方法。来源:JAXA[6]

  我们提过好多次,隼鸟2号的探测目标——小行星“龙宫”这个名字来源于日本民间故事《浦岛太郎》(うらしまたろう)(详情参见:童话之乡——小行星“龙宫”上的名字)。故事里的浦岛太郎被海龟带往海底龙宫,在龙宫受到了公主乙姬的热情款待,回到人间的时候带回了一个宝箱(日语“玉手箱”)——寓意隼鸟2号也能从小行星带回珍贵的信息。

  而首次采样成功的隼鸟2号项目组,也把这次着陆采样区命名为“玉手箱采样区”(Tamatebako),宣告隼鸟2号已经顺利从乙姬公主手中收下了珍贵的宝箱

  电光火石,短兵相接,隼鸟2号着陆采样够刺激

  新版龙宫地图,右侧赤道处是玉手箱采样区。来源:JAXA[16]

  What's next?

  隼鸟2号原本的计划是进行3次采样,并在3次采样之前投下一枚重达14公斤、内有炸药的撞击器,通过炸药爆破在龙宫上产生一个巨大的撞击坑,采集龙宫地表以下的深层物质。

  然而,一方面由于龙宫表面并没有原本预料的那么平坦安全,采个样真挺费劲的;另一方面第一次采样已经圆满成功,底气也有了。

  所以隼鸟2号决定在44-6日期间先投下撞击器;如果撞击器投下顺利的话,将在5月以后进行人工撞击坑附近的第二次采样;7月以后释放最后一个巡视器MINERVA-II2;第三次着陆采样很可能就取消了…

  最终,隼鸟2号将于今年11-12月动身离开龙宫,并于2020年末带着乙姬公主的“宝箱”返回地球。