隼鸟2号”样本回收行动：小行星上居然挖到了人造物？

小说：三体社区作者：发布时间：2020-12-31 09:29

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“隼鸟2号”探测器概况

目的

“隼鸟2号”探测器探查并取样的目的地，是比“隼鸟号”探测器探查的S型小行星“丝川”更为古老的C型小行星“龙宫”，旨在通过解读原始太阳系内矿物、水和有机物之间的相互作用而探究地球、海洋、生命的起源与进化的奥秘，同时使用“隼鸟号”在宇宙进行往返探查技术，以温故知新，而引领世界先进水平。

通过对富含水和有机物的C型小行星的探查，解读地球、海洋与生命原材料之间的相互作用与进化的奥秘，促进太阳系科学的发展。

挑战新技术：通过冲击装置在小行星表面产生人造撞击坑，并在其周围进行采样。使日本在这个领域进一步确立领先优势。

确立成熟的太阳系天体往返探测技术。

特色

世界首次从C型小行星取样并返回；

世界首次在与小行星会合期间向小行星发射金属弹并观测；

结合“隼鸟号”的探查成果，进一步探究太阳系内的物质分布以及起源与演化的过程；

在日本领先的原始天体探查领域，达成“C型小行星”成就；

NASA也在进行小行星取样返回任务OSIRIS-REx（2016年发射，2018年到达小行星，预计2023年返回地球。）通过样本交换与科学家交流，对两者进行比较与验证，有望取得进一步的成果。

效果图

“隼鸟2号”主要性能

重量：609kg

发射时间：2014年12月3日

轨道：小行星转移轨道

到达时间：2018年6月27日

滞留小行星时间约17个月

离开时间：2019年11月13日

返回地球时间：2020年12月6日

探查对象天体：行星“龙宫”

主要搭载仪器：采样机构、样本返回舱、光学照相机、激光测距仪、科学观测仪器（近红外，中红外）、冲击装置（金属成型弹）、小型小行星车

来源：池下章裕

图像来源：包括探测器的图像来自池下章裕，其他来自JAXA

项目现状及时间表

现状

样本采集作业中采样器A室、B室及C室已启封。

样本回收班已回国，目前正在隔离，进行远程办公。

探测器正常运作。地月观测基本完成。截至发稿距离地球已超过1000万公里。

已对附加任务目标天体（1998KY26）在三个位置进行观测。

时间表

图像来源：JAXA

样本采集作业

启封采样器A室（下图1）、B室、C室，将样本转移至回收容器（下图2）后，开始用显微镜进行观测。

图1，A室启封后的照片

图像来源：JAXA

图2，回收容器外观

图像来源：JAXA

A室及C室内都发现许多大小超过1mm的颗粒。C室内的颗粒尺寸明显大于A室内的颗粒。C室内发现与“隼鸟2号”使用的铝箔相似的银色物质。（人造物体？？？）

图像来源：JAXA

A室（回收容器内）的光学显微镜图像

图像来源：JAXA

C室（回收容器内）的光学显微镜图像

图像来源：JAXA

样本回收班回国报告

光学观测队（GOS）

1）设备开发与国内训练

基于"隼鸟1号”的经验，并用跟踪相机与星图匹配相机，开发了能够进行高精度自动观测的可动光学轨道确定系统（下图上）。因为找不到合适的高速移动光源来模拟样本舱，未能进行充分练习，当时心里还是很忐忑的。

2）在伍默拉的准备工作

酷热的白天要忍受苍蝇的袭击，寒冷的黎明蛾子又来搞事。

居然还发现了巨型海蟑螂，吓死宝宝了！

这次虽说运用飞机进行观测，但最大的问题还是在于天气。现场排练的时候，连着好几天都看不见星星，直到最后关头才终于完成光学轨道确定系统和望远跟踪系统的准备。

图像来源：JAXA

3）样本舱返回日

样本回收的前两天，天上云很多风很大，给样本返回舱的观测带来了不小的悬念。好在返回舱进入大气层前30分钟，西北的天空一下子放晴，风也变小了，真是绝佳的观测条件。光学轨道确定系统完美运作，成功确定样本返回舱的轨道并预测出着陆地点。望远跟踪系统也成功捕捉到了返回舱，并在火球消失前开始跟踪。感谢当地DOD和NASA的工作人员给予的莫大帮助。

图像来源：JAXA

DFS定向队

图像来源：JAXA

1）概要

在150km×100km的预计着陆区四周配置5队定向队，利用三角测量法和风力数据，测算出样本返回舱着陆点。

2）准备

1、隔离生活与高温作业

刚结束在日本和澳大利亚合计三周的隔离，立刻赶到气温47℃、湿度5%、风速10m/s的沙漠投入设备组装、调试工作。体力维持与健康状况管理。保持健康的心态与热情。在澳洲隔离期间，每天白天坚持做广播操，有的同事腰疼都治愈了。

2、刻苦训练以保证关键时刻顶得上

在日本进行了10次以上的训练：

在8月进行炎热气候的模拟训练；

在内之浦进行气球跟踪训练；

在DFS模拟器中想定各种状况进行针对性练习。

3、在伍默拉的活动

四散在100km见方的范围内的6个据点和国内据点的通信十分困难。一天超过500km的移动距离。DoD陪同人员的协助。（向导、发电机、水、车辆等）因货物延迟而重新制定时间表，有一队的天线被强风吹倒，经过一天的修理后恢复。

接收天线的倒塌与修复

天线支架被沙漠的强风整个掀翻，天线也压弯了。在R2分队现场人员和指挥部的协力下，次日即修复完毕。返回当天天线工作正常，实现了高精度跟踪。

图像来源：JAXA

MRS定向队

1）概要

使用船用雷达的搜索系统作为DFS的备份，不依赖信标也能进行搜索。以民企光电制作所为主体的队伍（JAXA3人，光电6人的混编小队）

船用雷达由光电制作所和JAXA共同开发

图像来源：JAXA

2）准备

历经多次试验与训练，准备工作万无一失。

【活动记录】

2018年：加入样本回收班

2019年：2月在内之浦，12月在伍默拉进行跟踪实验、9-11月在日本训练

2020年：7-11月在日本训练，12月进行回收任务

3）现场作业

在4个地点配备船用雷达。最高47℃的酷暑，装配器材的两天偏偏又是最热的。。。往返4小时，160km的越野通勤。

4）正式运用

各小组独自探测，探测结果汇总后上报指挥部（RHQ）。

5）搜索结果

3个小组跟踪成功，最长跟踪距离30km以上；探测点距离着陆点仅200m。

图像来源：JAXA

无人机队

无人机拍摄航空照片+高速图像辨识技术

-->辨识样本返回舱-->确定高精度位置+通过航空照片确定返回舱状况-->发现样本返回舱

图像来源：JAXA

•6：30分左右从指挥部获悉预计着陆地点

•7：20左右无人机升空搜寻隔热罩

•在2km见方的范围内拍摄约2500张航空照片

•8：50左右无人机着陆，开始照片解析

•9点前辨识出返回舱，上报返回舱位置与状况

(此处时间为当地时间）

图像来源：JAXA

RHQ指挥部及直升机队

RHQ指挥部：从样本返回舱（SRC）重返大气层开始，直到回收样品送到位于相模原的实验室，负责所有计划的立案、实行及作业支援。直升机队：负责样本返回舱各部分（仪器舱I/M，降落伞，前后隔热罩H/S）的探索与运送。

搜索直升机：AW139，运输直升机：Bell412

图像来源：JAXA

1）正式回收前的准备

图像来源：JAXA

2）花絮

探索直升机的性能确定试验原计划同年9月在澳洲实施，但受疫情影响国际往来受到严格限制，便取消了在澳洲的事先验证，更改到回收行动1周前实施，仅凭1次的实验结果来应对正式行动。“隼鸟1号”的回收程序中，探索飞行任务与回收飞行任务完全分开执行，这次为了节约时间而将两个任务合二为一，同时执行。就结果而言，在短时间内成功回收样本返回舱，但从直升机续航时间来看此做法过于接近极限。

3）正式行动情况及结果

事先的直升机试验及彩排大有成效，实际行动中工作人员都能保持冷静的状态。

探索直升机起飞后约20分钟接收到仪器舱发出的信标信号。随后，虽然花费了一些时间，在06：00左右的日出时分，在目标上空目视确认了仪器舱。

由此，运输直升机起飞，飞行至仪器舱上空后开始回收作业。

本次行动使用了DFS、MRS以及澳洲的雷达作为无线电定向的传感器源。虽然高空风力很强，但仍以很高的精度成功定位着陆点，可以说确立了无线电定向技术在定位领域的应用。

首次尝试用无人机进行光学搜索来寻找没有发信源的隔热罩。实际着陆点之间的误差不到50m，成功完成了技术验证。

返回舱重返大气层后仅11小时即完成所有部件的回收，并送至快速察看设施。（QuickLookFacility）