前OSIRIS-REx宇宙飞船开始了一段研究小行星阿波菲斯的旅程,并利用小行星2029年飞越地球的机会,这是自有记载的历史开始以来从未发生过的。
在长途公路旅行结束时,可能是时候放松一下,休息一下了——尤其是如果这是一次历时7年、40亿英里的旅程,目的是给地球带来小行星本努的样本。但NASA的OSIRIS-REx(起源,光谱解释,资源识别和安全-风化层探测器)任务在9月份完成了这一壮举,它已经在探索新目的地的路上了(有了一个新名字)。
当OSIRIS-REx于2021年5月带着样本离开Bennu时,它的仪器状况良好,而且还剩下四分之一的燃料。因此,该团队没有在运送样本后关闭航天器,而是提议将其派往小行星阿波菲斯(Apophis)执行额外任务,预计将于2029年4月抵达。NASA同意了,于是OSIRIS-APEX(起源,光谱解释,资源识别和安全-阿波菲斯探测器)诞生了。
在考虑了几个目的地(包括金星和各种彗星)之后,美国宇航局选择将宇宙飞船送到阿波菲斯,这是一颗由硅酸盐材料和镍铁组成的“s型”小行星,与富含碳的“c型”本努有很大不同。
阿波菲斯的迷人之处在于它在2029年4月13日异常接近地球。虽然阿波菲斯在这次相遇中或在可预见的未来都不会撞击地球,但2029年的撞击将使这颗小行星距离地球表面不到2万英里(3.2万公里)——比一些卫星更近,在东半球肉眼可以看到它。
科学家估计,像阿波菲斯这样大小的小行星,直径约367码(约340米),每7500年才会与地球如此接近一次。
“OSIRIS-APEX将在经过之后立即研究阿波菲斯,让我们看到它的表面是如何通过与地球引力的相互作用而变化的,”位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的该任务项目科学家艾米·西蒙说。
阿波菲斯与地球的近距离接触将改变它的轨道和它每天30.6小时的长度。这种遭遇还可能导致小行星表面发生地震和山体滑坡,从而搅动物质,揭开下面的东西。
“近距离接近是一个伟大的自然实验,”图森亚利桑那大学OSIRIS-APEX的首席研究员达尼·门多萨·德拉吉斯蒂纳说。“我们知道潮汐力和碎石堆物质的积累是可能在行星形成中发挥作用的基本过程。它们可以告诉我们如何从早期太阳系的碎片变成成熟的行星。”
阿波菲斯代表的不仅仅是更多地了解太阳系和行星如何形成的机会:碰巧的是,大多数已知的潜在危险小行星(那些轨道距离地球460万英里以内的小行星)也是s型的。研究小组对阿波菲斯的了解可以为行星防御研究提供信息,这是美国宇航局的首要任务。
到2029年4月2日,大约在阿波菲斯与地球近距离接触的两周前,OSIRIS-APEX的相机将开始拍摄小行星的图像,因为太空船将赶上它。在此期间,地球上的望远镜也将密切观察阿波菲斯。但在近距离接触后的几个小时内,阿波菲斯将在天空中出现在离太阳太近的地方,地面光学望远镜无法观测到。这意味着近距离接触引发的任何变化都将被航天器最好地探测到。
OSIRIS-APEX将于2029年4月13日抵达小行星,并在未来18个月的时间里在其附近运行。除了研究阿波菲斯与地球的碰撞对其造成的变化外,该航天器还将进行许多与OSIRIS-REx在本努所做的相同的调查,包括使用成像仪、光谱仪和激光高度计组成的仪器套件来密切绘制阿波菲斯表面并分析其化学成分。
作为再来一次,OSIRIS-APEX将重演OSIRIS-REx最令人印象深刻的行为之一(减去样本收集),在距离小行星表面16英尺的地方下沉,并向下发射推进器。这一操作将激起表面的岩石和尘埃,让科学家们得以一窥下面的物质。
虽然与阿波菲斯的交会还有五年多的时间,但它旅程中的下一个里程碑是六次近距离太阳经过中的第一次。这些近距离接近,加上来自地球的三次重力辅助,将使OSIRIS-APEX在2029年4月到达阿波菲斯。
OSIRIS-APEX将发现阿波菲斯的什么还有待观察,但如果该任务之前的化身有任何迹象,那么令人惊讶的科学就在前面。“我们在Bennu学到了很多,但现在我们为下一个目标准备了更多的问题,”Simon说。