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目标的轨道。光学导航相机将在今后几周内拍摄更高分辨率的照片。截止8月15日,隼鸟号上看到的小行星亮度已经达到了4等。 三个负责控制太空船指向的反作用轮(reaction wheels)之中的一个,在7月31日失去了作用,当时的摩擦水平超出了极限。反作用轮的软件操控模式可以支持只使用两个轮子来控制飞船的指向,官方确信这种修复将是行之有效的。这些反作用轮是由设在纽约州北部的日立(Ithaco)公司建造的。 隼鸟号探测器是由日本宇宙航空研究开发机构(Japanese Aerospace Exploration Agency)的空间科学部操控的,主要由三个依赖于氙气和电能的离子驱动引擎推动它靠近糸川。这种高效推进系统产生出非常低水平的推力,因此它必须持续点火达数千个小时,才能得到理想的 推进结果。 隼鸟上还有一套自动导航系统,这是探测器的关键技术,可以使探测器可以在不加干预和没有地面小组指令的情况下,精确地靠近糸川。在高风险的接近过程中,这套系统会将飞船上取得的光学和激光数据与地面望远镜取得的射电数据结合起来,用于导引航线方向。 目前隼鸟号的位置。图中画出了地球和糸川的轨道,以及隼鸟探测器逼近目标的轨迹。Credit: ISAS 飞船现在距离目标不到6,000英里(9,600公里),正以每秒82英尺(25米)的速度靠近小行星,最关键的探测任务即将展开。到星期四,这个距离将减少到4,800英里(7,700公里),靠近的速率将接近每秒50英尺(15米)。 一旦探测器在9月初抵达距离小行星大约2,200英里(3,500公里)的地方,离子引擎就会关闭,让隼鸟号以大约每秒33英尺(10米)的速度靠向它的目标。使用化学推进剂的更小的推进器将会进一步减慢靠近的速率。 尽管确切的日期仍然难以捉摸,隼鸟号最终将在9月中旬相对静止地停靠在被官方称为“停机位”的地方,距离糸川大约12英里(19公里)多一点儿。它将在那里开始研究这颗每12小时自转一周的小行星。 隼鸟号并不会进入环小行星轨道,事实上,它将在冗长的交会期间停留在一个固定的位置上。如果一切顺利,按照计划,太空船将在十月份以前,将“静止位置”下降到距离小行星表面不到5英里(8公里)的地方。 探测器抵达糸川的时间从今年的夏初往后推迟了两个月,因为2003年的一场剧烈太阳耀斑对飞船的太阳能电池板造成了损害,而它所产生的电能又是探测器的离子推进系统所必需的。 糸川的形状像是一个马铃薯,大小被测定为大约2,000英尺×942英尺×866英尺(609米×287米×264米)。它是阿波罗型近地小行星的一员,与我们的行星存在着相撞的潜在危险,因为它们经常在环绕太阳的旅程中穿越地球的轨道。这颗小行星沿着一条椭圆的轨道绕太阳运行,远日点超过1.57亿英里(2.53亿公里),近日点约为0.88亿英里(1.41亿公里)。 这颗小行星是在1998年9月,被一架由美国空军和MIT科学家共同操控的望远镜发现的,这是林肯近地小行星研究计划,即林尼尔(LINEAR)计划的一部分。 探测器将在距离小行星表面5到12英里(8到19公里)的静止停靠位置上,利用它的科学有效载荷对小行星展开全力的调查。探测器上的科学设备包括一架高分辨率相机,近红外 及X射线光谱仪和激光测距设备,后者将在糸川自转的过程中,绘制出分辨率高达三英尺(约0.91米)的表面地图。 “利用小行星的自转,使得遥测成为可能,”隼鸟号计划负责人川口淳一郎(Jun Kawaguchi)说。 糸川上一次近距离飞越地球是在2001年,当时有几架地基望远镜对它进行了研究,结果表明,与大部分同样类型和同样大小的小行星相比,这个天体更加明亮,反射率更高。 这些结果的一个推论被用于确定假想的表面性质,结果暗示,隼鸟号很有可能将发现一个相对平滑的岩石表面。不过,其他的数据则暗示出一个复杂的表面,拥有粗糙的地形和广泛分布的较大石块,这些是与其他的太空物质相撞的结果。根据一份递交给2004年月球和行星科学会议的一篇报告,官方认为小行星表面仍然“诲莫如深”,有待隼鸟号抵达之后才能揭晓 真相。 科学家们希望可以利用隼鸟号上的设备,对小行星的物理性质和化学成份取得更好的认识,并且确定取样的可能地点,这些步骤计划将在11月份进行。 当降落地点被选定之后,隼鸟号太空船就会有最多三次的机会靠近小行星,试图采集总量约为一克的表面样品。 隼鸟号逼近糸川,准备的进行采样的艺术想像画。图中的圆球是隼鸟号放置的用于确定目标的标志物,右下侧的柱状体则是隼鸟号释放的漫游者。Credit: ISAS 点击放大 靠近的过程将严重地依赖于探测器上的自动导航系统,它必须在几乎没有工程师帮助的情况下能够正确操作,并且应付糸川极其微弱的引力场,因为工程师们都远在2亿英里(3.2亿公里)以外的地球上。一个目标标记物将会随着太空船的逼近而被放置在表面上。 在每一次机会来临的时候,一根16英寸(40厘米)的漏斗状管子将会最先接触小行星,然后一小颗金属弹头会以每秒600英尺(180米)的速度射入表面。被撞 击溅起的岩石和尘埃将被管子收集起来,装入样品采集舱中,返回地球。 “它会打破地表,让抛射物沿着一个漏斗状的设备爬升上来,并被收集到一个样品采集器中,”川口淳一郎解释说。 在第一次靠近的时候,隼鸟号计划将放置一个名叫“MINERVA”的小型漫游者,它将在小行星表面上游走达两天之久,在糸川接近微引力的环境中从一个地 点跳跃到另一个地点。这个1.3磅(0.59公斤)的漫游者将使用三架照相机拍摄立体图像,六支温度计也将收集温度测量数据。 由NASA提供的一个更大的漫游车最初也是隼鸟号的有效载荷之一,但这项计划由于资金的问题而被取消了。 由于糸川和地球在各自轨道上的位置,隼鸟号必须在12月份离开小行星,开始返航。飞船抵达时间的推迟,缩短了隼鸟号探测糸川的可利用时间,但是官方认为所有的任务目标还是有希望在三个月的停靠期间全部完成的。 隼鸟号将在返回地球的过程中,再次启动离子驱动推进系统。最终返回舱将与母船分离,然后在2007年6月重入大气层,返回地面。返回舱将以接近每秒8英里(12.9公里)的速度闯入大气层,大气层的摩擦将使其减速,然后降落伞会打开,使其安全降落在澳大利亚的内陆地区。 然后科学家们将会开启舱门,取得有史以来第一批从小行星上取回的物质,也是第一批从月球以外的天体表面上取回的物质。这些样本将被用于分析糸川的精细化学成份,帮助科学家们更好的串 联起早期太阳系的演化历史,因为小行星一直被认为是太阳系中的远古遗留物。 这些数据还将有助于建立起小行星与已经坠落在地球上的某种陨石之间的关联。其他的科学家也在焦急地等待着结果,来确定一旦太空开发在未来的几十年内成为现实,糸川上的矿物和元素是否会具有商业开采的价值。 < 1 > < 2 >
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