DART小行星任務(wù)開始咋回事

斯科特·博爾頓曾與兩艘飛船合作，這兩艘飛船以確保陸地微生物永遠(yuǎn)無法在太陽系外站穩(wěn)腳跟的名義自我毀滅。

冒著最惡劣條件的任務(wù)不可避免地會(huì)在榮耀的火焰中熄滅。以進(jìn)入金星大氣層的每一個(gè)航天器為例;那個(gè)星球表面最長(zhǎng)的幸存者只持續(xù)了兩個(gè)小時(shí)。

博爾頓說:“探測(cè)器從定義上來說是一種自殺任務(wù)，但它是這樣設(shè)計(jì)的。例如，他參與了伽利略的木星任務(wù)，根據(jù)美國宇航局的數(shù)據(jù)，該任務(wù)包括一個(gè)穿過木星大氣層的探測(cè)器，將覆蓋97英里(156公里)的57分鐘數(shù)據(jù)發(fā)回云層。

有6次自我毀滅航天器匯總

1.2003年木星上的伽利略

盡管如此，伽利略號(hào)航天器本身最終還是跟隨了那次下降探測(cè)器。具有諷刺意味的是，伽利略的終結(jié)是因?yàn)樗约喊l(fā)現(xiàn)了從木星衛(wèi)星歐羅巴冰冷的外殼中噴出的水柱。這一發(fā)現(xiàn)將木衛(wèi)二變成了天體生物學(xué)家的熱門話題，這意味著沒有人希望一艘可能被地球細(xì)菌覆蓋的垂死的航天器跌跌撞撞地進(jìn)入冰冷的世界。

伽利略號(hào)必須在燃料耗盡之前安全地處理掉。當(dāng)航天器墜入水中時(shí)，它已經(jīng)完成了計(jì)劃中為期兩年的任務(wù)的近八年。

但是用我們太陽系中最大行星的大氣層摧毀航天器說起來容易做起來難。

“你基本上是螺旋式的。”博爾頓說。“你不能只是左轉(zhuǎn)然后前往木星;你在它周圍的軌道上并受開普勒定律的支配，你慢慢地進(jìn)入，所以這是一個(gè)很好的機(jī)會(huì)測(cè)量。”

“但即使面臨這些挑戰(zhàn)，2003年的潛水還是給了科學(xué)家們關(guān)于這顆巨大行星的磁場(chǎng)和輻射帶以及木星周圍帶電粒子的全新數(shù)據(jù)。”博爾頓說。

2.深度撞擊彗星坦普爾1號(hào)，2005年

美國宇航局的深度撞擊航天器向彗星P/Tempel 1投擲了一個(gè)820磅(372公斤)的撞擊物，讓科學(xué)家們能夠研究太陽系中一個(gè)“臟雪球”的內(nèi)部。

該航天器于 2005 年 1 月發(fā)射升空，并于 6 月中旬抵達(dá)彗星 P/Tempel 1，正好及時(shí)發(fā)現(xiàn)了彗星的兩次自然爆發(fā)。但真正的爆發(fā)發(fā)生在 2005 年 7 月 4 日，當(dāng)時(shí)彗星和撞擊體相撞。據(jù)美國宇航局稱，由此產(chǎn)生的 Tempel 1 隕石坑直徑約為 490 英尺(150 米)。

幾分鐘后，主航天器飛過，拍攝了布滿灰塵的隕石坑、爆炸產(chǎn)生的冰塊碎片和彗星主體;Deep Impact 然后繼續(xù)飛過第二顆彗星 103P/Hartley 2，然后在2013年沉寂下來。

3.LCROSS登月，2009

月球隕石坑觀測(cè)和傳感衛(wèi)星 (LCROSS) 任務(wù)由美國宇航局的月球勘測(cè)軌道飛行器發(fā)射，并在 2009 年 10 月發(fā)射用過的火箭級(jí)撞擊月球時(shí)進(jìn)行了觀察。該任務(wù)的不尋常形式的靈感來自于觀察月球上一個(gè)棘手的鄰域的愿望。月球，以及阿波羅計(jì)劃使用火箭助推器產(chǎn)生地震波以供儀器檢測(cè)的歷史。

LCROSS 團(tuán)隊(duì)希望使用類似的方法將月球黑暗南極的內(nèi)部巖石樣本帶入光中。LCROSS 的助推器較小，但它進(jìn)入了一條旨在最大化碰撞的路徑，并且伴隨著一個(gè)完整的獨(dú)立航天器的儀器，經(jīng)過微調(diào)，可以在撞擊后四分鐘內(nèi)以令人難以置信的細(xì)節(jié)研究事件，然后航天器也墜毀了進(jìn)入月球。

LCROSS 旨在解決研究月球南極地下的兩個(gè)問題。首先，該地區(qū)已有數(shù)十億年沒有見過陽光，因此軌道飛行器不能簡(jiǎn)單地捕捉到來自該地區(qū)的反射光。其次，在月球上輕輕著陸以查看地表以下是困難的。

撞擊當(dāng)天的一個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻是科學(xué)航天器發(fā)現(xiàn)了助推器留下的隕石坑。

盡管留下了隕石坑，但 Colaprete 確實(shí)強(qiáng)調(diào) LCROSS 任務(wù)不一定以月球?yàn)槟繕?biāo)，而是遵循非常特定的軌道。“我們沒有撞擊月球;月球擋住了我們的路。”他說。“我們正在繞地球運(yùn)行，而月球擋住了我們的去路。”

4.信使撞擊水星，2015 年

美國宇航局的信使任務(wù)于 2004 年發(fā)射，并于 2011 年到達(dá)環(huán)繞水星的軌道，然后在太陽系中最小的行星上運(yùn)行了四年。信使繪制了這顆行星的地圖，研究了它的地質(zhì)并測(cè)量了它的磁場(chǎng)。但在馬里蘭州約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的行星科學(xué)家南希·查博特 (Nancy Chabot) 告訴 Space.com，它在 2015 年突然結(jié)束，很可能在懸崖峭壁上停下來。

但 Messenger 的撞擊與許多試圖以盡可能接近 90 度角接近表面的受控撞擊不同。“它幾乎沒有掠過表面，它幾乎沒有浮出水面。”Chabot 在談到 Messenger 的下降時(shí)說。“與正面相比，它將有一種非常平坦的進(jìn)入方式，因此也應(yīng)該形成一個(gè)有趣的形狀隕石坑。”

雖然 Messenger 團(tuán)隊(duì)知道航天器何時(shí)擊中，但從那時(shí)起就沒有人瞥見該地點(diǎn)。然而，這可能會(huì)改變，這要?dú)w功于歐洲和日本航天機(jī)構(gòu)執(zhí)行的名為 BepiColombo 的水星任務(wù)。Chabot 說：“鑒于科學(xué)家們對(duì) Messenger 隕石坑的期望，他們還不能確定BepiColombo是否能夠?qū)﹄E石坑進(jìn)行成像。但如果可以的話，結(jié)果可能會(huì)讓科學(xué)家更多地了解離太陽最近的行星。”

5.卡西尼號(hào)撞擊土星，2017

NASA的下一個(gè)氣體巨人任務(wù)是在伽利略號(hào)任務(wù)結(jié)束前發(fā)射的，但卡西尼號(hào)土星任務(wù)背后的團(tuán)隊(duì)知道，他們自己的航天器在工作結(jié)束時(shí)可能會(huì)面臨類似的命運(yùn)。果然，科學(xué)家們知道，他們不想冒險(xiǎn)讓土衛(wèi)六或土衛(wèi)二上未經(jīng)消毒的航天器失控墜毀，土衛(wèi)六或土衛(wèi)二是這顆環(huán)狀行星上兩個(gè)可能適合居住的衛(wèi)星。

但是當(dāng)一個(gè)團(tuán)隊(duì)意識(shí)到正確的泰坦飛越會(huì)使航天器首先進(jìn)入行星和環(huán)之間的間隙，然后不可避免地進(jìn)入行星本身時(shí)，誘惑就很明顯了。

“科學(xué)家們有一系列他們可以做的選擇，但是這個(gè)機(jī)會(huì)如此接近土星并解決新的科學(xué)問題并滿足行星保護(hù)，就像卡西尼號(hào)任務(wù)的勝利，等等這就是我們選擇做的事情。”斯皮克說。

因此，在 2017 年，在其探索的最后六個(gè)月中，卡西尼號(hào)對(duì)土星有了全新的看法，因?yàn)榭茖W(xué)家們?yōu)g覽了航天器在任務(wù)早期無法進(jìn)行的觀測(cè)愿望清單。“我們可以做很多新的科學(xué)，這真的是一個(gè)非常好的獎(jiǎng)勵(lì)，”斯皮克說。“除了我們必須滿足行星保護(hù)的事實(shí)外，我們可能不會(huì)想到一定要嘗試這樣做。”

該任務(wù)的最后階段讓科學(xué)家們能夠計(jì)算土星環(huán)的質(zhì)量，確認(rèn)一種被稱為“環(huán)雨”的現(xiàn)象，確定土星的旋轉(zhuǎn)軸和磁軸莫名其妙地相似，并收集一些與伽利略14年前下降時(shí)相同類型的帶電粒子數(shù)據(jù)。

6.Hayabusa2撞擊小行星Ryugu，2019年

日本的第二次小行星采樣任務(wù)Hayabusa2與許多小型機(jī)器人探險(xiǎn)家同伴一起訪問了一顆名為 Ryugu 的近地小行星。航天器上還藏有一項(xiàng)名為“小型隨身撞擊器”(SCI)的實(shí)驗(yàn)，該任務(wù)于 2019 年 4 月部署了該實(shí)驗(yàn)。

在這個(gè)項(xiàng)目中，任務(wù)團(tuán)隊(duì)計(jì)劃基本上向小行星發(fā)射子彈，創(chuàng)造一個(gè)人造隕石坑。該任務(wù)甚至能夠捕捉到在撞擊過程中從小行星濺出的碎片的照片。

Ryugu本身已經(jīng)讓任務(wù)團(tuán)隊(duì)感到驚訝，因?yàn)樗瓤茖W(xué)家從遠(yuǎn)處預(yù)測(cè)的要粗糙得多。而且這種影響也不一定是小行星科學(xué)家所期望的。

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