天文史上的今天 | 人类探测器首次从一颗小行星上起飞

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2005年11月19日，人类探测器首次从一颗小行星上起飞。

示意图：降落到“系川”小行星表面的“隼鸟”号探测器想象图

来源：JAXA

深空探测是航天技术发展的一个重要方向，而在这一方面，除了美国，俄罗斯和欧洲，我们的邻国日本起步也要比我们早，做的也比我们国家更多，更深入。受到国家经济和发展阶段的现实需求牵引，我国在过去几十年间航天发展主要还是偏重应用型，要能够为国民经济服务。

类似深空探测这种看不到明显经济收益的项目，中国基本没有参与。当然，从探月工程开始，中国也开始逐渐走向深空。而日本，则已经逐渐建立起自己在小行星探测领域的独特领先优势，今天的故事，与日本的小行星探测有关：2005年11月19日，是人类探测器首次从一颗小行星上起飞的日子。

“嫦娥一号”可以说是我国开始走向深空探测的第一步

来源：见水印

2003年5月9日，日本发射了“隼鸟”号（Hayabusa）探测器，这是其考察目标：25143号小行星“系川”

来源：JAXA

2003年5月9日，日本发射了“隼鸟”号（Hayabusa）探测器，其目的是对编号25143的近地小行星“系川”进行考察并获取其样本返回地球。

2005年9月份，“隼鸟”顺利抵达目标，之后很快完成了对这颗小行星的“全球”观测。而在完成这些观测之后，“隼鸟”两次尝试了在这颗小行星上降落，时间分别是当年的11月19日和25日，目的是获取小行星表面物质颗粒样本。

2005年9月12日，“隼鸟”探测器开始悬停在距离小行星地表上空大约20公里的高度上，随后开始逐渐降低高度。在随后的大约6周时间里，探测器对这颗小行星整个地表进行了详细观察，最低距离地表仅有大约7公里。测量显示，这颗小行星呈长条状，大小尺寸大约为550米x298米x224米，可见是相当小的一颗小天体。研究人员还注意到其地表明显的两分性：这颗小行星有些地方散布较大的碎石，有些地方则相对平坦。

Muses Sea是一块平坦区域，物质颗粒也相对较细，适合着陆取样

来源：Hajime Yano et al 2006 Science

注意看放大图：图B即图A中方框区域放大图；图C即为图B中方框区域放大图，以此类推，h是指照片拍摄时飞船的飞行高度，可见，此时飞行高度已经非常非常低了，这对测控精度要求很高

来源：Hajime Yano et al 2006 Science

那么在完成观测之后，就开始考虑着陆的问题。“隼鸟”研究团队选择了两处目标取样地点，考虑的因素很多，主要当然是科学价值的高低，但还必须考虑飞船本身的安全性：首先，这里是“系川”小行星表面比较明显的一块平缓，少岩石的区域之一，并且当飞船在便于地球测控通讯的预定着陆时间段内，该区域刚好属于阳光照射到的一侧，这对于确保着陆阶段测控精准以及太阳能电力供应稳定都具有重要意义。

11月4日和12日，项目团队进行了两次着陆彩排，并拍摄了高分辨率图像，再次确认两处着陆位置的安全性。

取样器前段接触小行星地表想象图

来源：JAXA

实际着陆过程中发生的弹跳（Bounce），这是飞船高度数据（纵向，Y轴），注意高度数据显示有两次弹跳过程，最后高度迅速提升，那是发动机启动后的紧急升空

来源：Hajime Yano et al 2006 Science

最终，国际标准时间11月19日21：10，“隼鸟”的取样器开始直接接触到“系川”小行星地表的预定采样地，随后在撞击作用下发生第一次反弹，21：30发生第二次反弹，到21：41才最终稳定降落在小行星表面上。

国际标准时间22：15，“隼鸟”接到地面指令，启动发动机执行紧急升空。同时由于判断在此次“碰撞-再升空”过程中可能已经采集到少许小行星地表颗粒样本，地面指令飞船将采样器的盖子密封，防止颗粒物丢失。

至此，人类探测器完成了从一颗小行星表面的首次起飞，同时这实际上也是人类探测器首次尝试从一颗小行星表面获取样本并返回。2010年6月份，离开地球已经7年之久的“隼鸟”探测器终于返回地球，将采集到的小行星样本送回了地球，当然，这次任务期间也发生了各种故障，任务几次接近失败边缘，但最终还是取得了成功，非常不容易。

划过夜空，正在穿过地球大气层返回地球的“隼鸟”返回舱

来源：JAXA

2010年，样本在澳大利亚沙漠中被顺利回收

来源：JAXA

2018年，“隼鸟2号”已经安全抵达目标：小行星“龙宫”，这是它传回的图像

来源：JAXA

2014年，日本在总结第一次任务经验教训的基础上发射了“隼鸟2号”探测器，飞向另一颗小行星“龙宫”，目前，探测器已经抵达目的地，正在开展相关考察，预计将在2020年前后将获取的小行星样本送回地球。

编者按：

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