不死鸟传奇

2019-05-09 01:04鸑鷟鹓鶵
学苑创造·C版 2019年4期
关键词:龙宫待机前辈

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从来没有一个无人探测器,像隼鸟号那么倒霉,哦不,是命运多舛,但即使屡陷绝境、九死一生,它仍坚持着完成了使命,将珍贵的小行星样本带回地球。现在,它的后辈隼鸟2号将要续写它的荣光……

在隼鸟号功成名就之后,2014年,隼鸟2号也启程了,前往探索新的未知之地——小行星“龙宫”。

目标:“龙宫”

“龙宫”跟隼鸟号当年探测的“丝川”有许多相似之处,例如体积都很小(直径不足1公里)、都是近地小行星的一支“阿波罗型”小行星……甚至跟“丝川”一样,直到隼鸟启程前它都没有正式名字,只有一个临时编号。

“龙宫”这个名字,源于日本家喻户晓的民间故事《浦岛太郎》。故事里,浦岛太郎被海龟带往海底龙宫做客,返回人间时带回了一个宝盒——寓意隼鸟2号也能从小行星带回珍贵的信息。

“龙宫”的另一含义在于,这是一颗C型或说碳质小行星。这类小行星上有大量碳酸盐矿物,说明其上有着含量不低的水,非常符合“海底龙宫”的意味。(“丝川”则不一样,它是一颗S型或说岩质小行星,这类小行星上有大量硅酸盐矿物。)

不同于行星和大型卫星,小行星未经历过剧烈的地质和物理改造,故很可能保留有原始太阳系的成分和信息;而C型小行星更被认为是碳质球粒陨石的母体,除水之外,有些还富含有机物——地球早期的水和生命,也许就是由它们带来的!

所以,探测“龙宫”对了解太阳系的早期历史和演化很有帮助,还可能找到地球生命起源的线索。

改进:“小心驶得万年船”

隼鸟2号沿用隼鸟号验证过的平台和技术,大小和质量都比前辈略大。为了避免前辈遭遇过的各种意外再次发生,它在方方面面都有针对性地做了许多重大改进。毕竟绝处逢生虽刺激,但地球人心脏不太好,那样大起大落失而复得的经历有一次就够了,谁也不想体验第二次。

隼鸟2号在硬件上的主要改进有5点,无一不体现着“小心驶得万年船”的谨慎。

1)天线。这是两只鸟之间最大的差别:隼鸟号只有一个高增益抛物面天线,隼鸟2号则有两个。因为隼鸟号最大的一次事故就是跟地球失联,因此这次采用了双保险。两个天线频段不同,彼此“听”不见,不会互相干扰。其中X波段专用于深空探测,Ka波段频率更高,这样地面工作人员可以更高效地跟隼鸟2号“交谈”,下载数据。

2)測星仪。隼鸟2号携带的测星仪也比前辈多一个。两个测星仪不仅能分别单独测量星体位置,还可以彼此干涉测量,极大提高了隼鸟2号自行定位和轨道调整的精确度,为它搜寻目标和返航提供了保障。

3)撞击器。隼鸟2号的底部有一个小型撞击器,说白了就是一枚大号穿甲弹。它的作用是狠狠砸向小行星,将其内部物质砸出来,非常之暴力。撞击器主体由2.5公斤重的金属弹体和4.7公斤炸药组成。它将以2km/s的高速撞向“龙宫”,形成一个人造撞击坑,隼鸟2号就在这个坑里着陆。当然,丢下撞击器后隼鸟2号要赶紧跑,以免被溅射物撞伤。

4)标记球。标记球的作用是协助隼鸟降落。隼鸟到小行星的垂直距离很容易测量,但水平移动却不好测,除非小行星上有一座灯塔。不过这难不倒小鸟们,没灯塔,自己放一个不就好了?于是着陆前它们都要先丢一个会反光的标记球,由此得知自己的位置,尤其是水平方向的位置变化。

5)着陆器和巡视器。当年隼鸟号携带的一枚微型巡视器因操作失误而逃跑,这次隼鸟2号估计吓着了,一口气带了3个巡视器加1个着陆器。嗯,多带几个,保险!

当然,最重大的差别还是内在的,即自动和自主控制系统的升级。由于目的地离地球很远,远到光信号都要跑好几分钟,地面“隔空喊话”必然会有延迟,鞭长莫及,工作人员索性就把主动权交给了隼鸟2号自己。当年,隼鸟号正是因自身控制系统不完善,才接二连三出岔子:姿态调整失灵、降落和采样时控制过程故障……这些问题都是隼鸟2号需要杜绝和防范的。为此,它必须苦练基本功,控制好自己的飞行姿态,自主进行着陆、采集和起飞等操作。

重返宇宙

2014年12月3日,隼鸟2号从日本种子岛宇航中心发射升空了。旅程伊始,它并没有急急忙忙飞向目标,而是先花4个月仔仔细细做了一遍体检。检查合格,“身体健康”,才正式踏上旅途。

升空一周年,隼鸟2号与地球相遇了……什、什么?飞了一整年又飞回来,难道这一年它都在兜圈子?是的,没错。隼鸟一家子都是名副其实的“人造小行星”,它们跟地球一样围绕太阳公转飞行,太阳引力为它们提供了飞行的向心力。所以虽然绕了远路,其实反而节省燃料。这次与地球相会,也正是为了利用地球引力助推(跟电影《流浪地球》里利用木星引力是同样道理)。

在对着地球回眸一笑之后,隼鸟2号终于离开了母亲怀抱,调整轨道,迎向“龙宫”,开始漫长的“追星之旅”。大概是有前辈经验加持+做好了万全准备,这次旅行可以说是顺风顺水。2018年6月27日,隼鸟2号顺利抵达目的地,在“龙宫”上空一定高度处待机;9月、10月,三次着陆采样演习都圆满完成。本来正式着陆定在10月底进行,不过实地考察后发现,“龙宫”表面的崎岖程度比预想的大多了,半点沙土都没有,全是大大小小的石头,稍有不慎,降落时就可能伤到“翅膀”,为了重新选定着陆点,任务才稍稍延期到今年2月。

2019年2月21日下午,隼鸟2号开始执行下降指令,从距离“龙宫”表面约20公里的待机点,朝直径仅6米的着陆区缓缓下降。22日早上,隼鸟2号在狭小的着陆区里成功降落,完成采样后又上升回到待机地点。

按计划,隼鸟2号一共要完成三次着陆采样,它将于今年年底结束工作,返回地球。回家花的时间比去程少多了,预计到明年年底,我们就能收到隼鸟2号带回的“龙宫大礼包”!

对了,还记得日本人为隼鸟号做的电影海报么?现在海报又出了新的,简直超燃——

重返宇宙起飞吧/隼鸟!

嗯!去吧,传奇之鸟!星辰大海在召唤你……

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