歷史回顧
隼鳥號(はやぶさ)是日本宇宙航空研究開發機構的小行星探測計畫。這項計畫的主要目的將隼鳥號探測器送往小行星25143(又名“糸川”;Itokawa),採集小行星樣本並將採集到的樣本送回地球。
2003年5月9日,“隼鳥”隨日本國產的M5運載火箭從鹿兒島縣升空。
隼鳥號計畫於2005年9月抵達小行星25143附近,採集標本,並於2010年6月返回地球。
2005年7月,“隼鳥”發生首次重大故障,控制空中姿態的3台發動機1台故障。
10月,第二台發動機出現故障。“隼鳥”只能依賴最後一台發動機和離子引擎的噴射控制姿態。
11月12日,“隼鳥”投放“智慧女神號”探測機器人失敗。原計畫讓“智慧女神”率先著陸後,利用機載相機和溫度感應器對小行星進行拍照和研究,可是“智慧女神”卻未能濺落絲川而失落在宇宙中。
11月20日,隼鳥號首次在“糸川”小行星上著陸,卻與地面失去聯繫長達3小時。根據後來得到的數據,隼鳥號確實著陸,但折騰30分鐘之後仍然未能釋放出收集艙。
11月26日,隼鳥號再次著陸,成功採集到樣本。這是人類第一次從小行星上採集樣本。(第一次對地外天體採集樣本是蘇聯月球10號探測器,1966。第一次對彗星採集樣本是美國“星塵”號探測器,2006。)
12月,化學引擎出現燃料泄漏,探測器無法保持姿態。與地面控制中心失去聯絡長達近2個月,錯過返回視窗。項目負責人川口純一郎決定“隼鳥”延期3年返回地球。
據日本媒體報導,當時項目組束手無策,甚至集體參拜神社祈禱通信恢復。
不久,負責離子引擎的國中均教授和日本電氣公司(NEC)高級項目經理堀內康男想出一招,利用離子引擎燃料氙的噴射反衝力調整探測器姿態——此舉居然奇蹟般恢復了通信。
2006年3月以來,“隼鳥”太陽能電池電量急劇下降,鋰離子電池組也耗盡了電能,其中部分電池失效。
2007年4月,“隼鳥”脫離糸川小行星軌道,開始返回地球之旅。
10月,“隼鳥”關閉了用於長途航行的離子引擎,改為依靠慣性飛行。
2009年2月,“隼鳥”離子引擎重新點火成功。
11月,隼鳥的4台離子引擎中僅餘一台尚能運轉,而返回地球需至少兩台引擎提供動力。堀內當初設計時考慮到了這種極端狀況,為此預留的一套電路發揮作用,利用離子生成裝置和電荷中和器成功激活另一台引擎——“隼鳥”可以回家了。
2010年6月3日,日本宇宙航空研究開發機構開始命令“隼鳥”離子引擎持續噴射,以修正軌道。6月5日,噴射按計畫停止。“隼鳥”完成回歸地球前的最後軌道修正。
2010年6月13日19時51分(台北時間18點51分)隼鳥號釋放密封艙。
背景資料
2005年11月26日,日本宇宙開發機構宣布隼鳥號成功地從糸川小行星(“糸”字讀音同“覓”)上面採集岩石樣本。 11月27日日本小行星探測器“隼鳥”號不辱使命,26日成功採集小行星絲川地表岩石樣本,日本研究人員在歡呼雀躍的同時,正在為“隼鳥”號如何順利回家絞盡腦汁。
“隼鳥”號預定12月上旬踏上歸途,現在離地球距離是2.9億公里,但不能直線回歸,必須繞行10
億公里,於2007年6月到達地球。由於“隼鳥”號此前故障不斷,空耗很多燃料,返航途中一旦燃料不足,就有可能功虧一簣,現在研究人員正在探討節約燃料對策。
“隼鳥”號著陸絲川行動可謂是一波三折,先是12日向絲川投放微型探測器“智慧女神”失敗。失去蹤影,據稱現在仍在太空中飄浮。
20號“隼鳥”號首次嘗試著陸,卻和地面失去聯繫長達3個小時。據後來數據顯示,它的確著陸了,可折騰了30分鐘,也沒能投下岩石採集裝置。26日早上7點多,“隼鳥”號最後一搏終於成功,並完成了採集岩石樣本的任務。日本研究人員也長出一口氣,日本媒體都連篇累牘地報導這一大事。
“隼鳥”號成功採集小行星岩石樣本,至少證明了日本在以下幾方面的技術非同尋常:一,利用很少的燃料長時間在宇宙運行。從地球到達小行星絲川,其間“隼鳥”號繞太陽兩周,飛行長達20億公里,日本利用耗能低的離子引擎,電離氙氣噴射提供動力,實現了長距離運行;二,發射以後通過地球重力改變探測器的方向,並成功加速;三,準確定位技術。小行星絲川距離地球2.9億公里,它本身長約540米,寬約270米,約12小時自轉一周,每秒以30公里的速度繞太陽運行,探測器到達小行星的精確度類似於從東京擊落巴西的蒼蠅;四,遙控技術。電波到達“隼鳥”號單程需要16分鐘,“隼鳥”號必須根據事先設定的各種著陸程式自行判斷,這與日本的機器人技術發達密切相關。
從小行星絲川地面採集岩石樣本之所以備受關注,一是因為有望探明落在地球上的隕石和小行星的關係。隕石被認為是小行星的碎片,受地球引力的影響落在地表,通過隕石和小行星岩石樣本的比較分析,可驗明隕石的“母體”。二是有望揭示太陽系形成之謎。小行星約在45億年前與太陽同時誕生,而後小行星之間在相互撞擊的同時,表面會受飛來的太陽高能粒子襲擊。通過研究小行星岩石樣本光的反射,和通過望遠鏡看到的小行星光線進行比較,會增加人類對小行星表面的進一步了解。分析小行星表面岩石結構,可以了解太陽系曾遭受怎樣的風化,捕捉太陽系早期的信息。三是有望探明在宇宙中漂浮的微小塵埃,專家認為塵埃可能含有與地球生命起源有關的有機物。小行星岩石可能殘留有遠古塵埃,岩石中含有什麼樣的有機物令人關注。
2010年6月,隼鳥號成功的返回了地球。
隼鳥歸來
“隼鳥”號小行星探測器於2003年發射升空,到訪過“系川”小行星,並取得該小行星上的太空岩石樣本。
不過這一重達430公斤的探測器卻遭遇過一系列挫敗。在小行星上著陸後,“隼鳥”號並沒有按計畫啟動推進設備,以採集“系川”小行星表面上的樣本。在七年的太空旅程中,它還遭遇過燃料泄漏、斷電和通信故障等。其離子引擎也遭遇過多次故障,不過日本宇宙開發機構設法修復了一些系統,並且指令“隼鳥”號繞行了很長的距離,以使其能順利返回地球。目前,“隼鳥”號正在返回地球的圖中,預計將會在2010年6月的某天在澳大利亞內陸地球著陸,然而這已經比其預定的返回時間晚了三年。
日本時間13日19時21分(台北時間2010年6月13日18時21分),密封艙將與探測器主體部分分離,約3小時後,探測器主體和密封艙將進入高度為200公里的稀薄大氣層。降落澳大利亞。探測器的密封艙將發揮其材料和形狀方面的優勢,全力保護其中可能裝有的“絲川”小行星岩石。
新華網東京11月16日電 日本文部科學大臣高木義明16日宣布,研究人員已經確認,在日本“隼鳥”號小行星探測器密封艙的回收容器中發現的1500個物質微粒,大部分是來自“絲川”小行星的岩石。 這是人類首次從小行星上採集到物質,可以說“隼鳥”號完成了最重要的任務,圓滿完成了探測小行星的計畫。
日本宇宙航空研究開發機構今後將與全國研究人員合作,對這些小行星物質進行詳細分析。由於“絲川”小行星保持了46億年前太陽系誕生時的狀態,分析它的物質有可能幫助弄清太陽系的起源。
地球上的岩石在地質活動中經歷了巨大變化,無法用於研究太陽系剛誕生時的情形,所以調查“絲川”小行星等未發生變化的天體必不可少,獲得其岩石樣本一直是研究人員的夙願。
宇宙航空研究開發機構指出,“隼鳥”號回收容器里的微粒尺寸幾乎都是千分之一毫米左右,主要成分是橄欖石和輝石等礦物。雖然這些礦物在地球上也存在,但電子顯微鏡觀察顯示微粒成分與“隼鳥”號靠近“絲川”小行星時觀測到的小行星表面岩石成分一致,而且其中金屬含量比例與地球岩石有重大差異。科學家經過慎重研究斷定,這些微粒是來自“絲川”小行星的物質。
分析還發現,這些微粒與隕石的性質一致,首次為地球上的隕石几乎都來自小行星的觀點提供了物證。
“隼鳥”號的岩石收集艙於今年6月回到地球,宇宙航空研究開發機構當即開始進行物質回收,但由於微粒過小,作業一直未能取得進展。後來研究人員製作了特殊的刮刀,並在微粒附著在刮刀上的情況下利用電子顯微鏡觀測,從9月份開始連續發現微粒來自小行星的證據。
目前這些微粒還附著在刮刀上,宇宙航空研究開發機構準備研究從刮刀上採集微粒的方法,同時在收藏容器尚未打開的其他部分繼續尋找新的微粒。在明年1月前,將決定把微粒分配給哪些研究機構,進行更加詳細的分析。