世界上第一张在小行星上拍摄的照片！| 迈向太空

刚刚抵达小行星“龙宫”三个月的JAXA的隼鸟2号探测器可谓风驰电掣、捷报连连。9月21日成功向“龙宫”释放巡视器MINERVA-II1，10月3日又成功释放着陆器MASCOT。

 

着陆点选定

隼鸟2号带了三个巡视器（MINERVA-II1 ROVER 1A、ROVER 1B和MINERVA-II2 ROVER 2）和一个着陆器（MASCOT），计划在10月初之前把巡视器MINERVA-II1和着陆器MASCOT都丢下去。

基于7-8月的前期考察，JAXA于8月17日迅速选定了着陆点：

巡视器MINERVA-II-1：N6

着陆器MASCOT：MA-9

第一次着陆采样：L08（备选点：L07、M04）

选定的着陆点位置，其中L和M分别表示低纬度和中纬度。别忘了小行星“龙宫”的直径只有约900米，所以正方形框的边长只有约100米。来源：JAXA、东京大学等

↓三处着陆点在未投影的照片中的位置

距离龙宫表面6公里处的光学航法相机拍摄的照片中三处着陆点的位置。来源：JAXA、东京大学等

 

巡视器MINERVA-II1：

夙愿得偿，“龙宫”徜徉

13年前，隼鸟号曾携带一枚约1斤重的迷你着陆器Minerva，但Minerva着陆失败了。

隼鸟号（也叫MUSES-C）携带的卫星着陆器Minerva。来源：JAXA

而现在的Minerva-II1长啥样？基本就是改进版的Minerva。Minerva-II1由两枚直径18厘米，高7厘米的“滚轮”形巡视器Rover-1A和1B组成，每个1.1公斤，由JAXA和多个大学及机构共同研制。

Minerva-II1的两个巡视器Rover-1A和1B。来源：JAXA

Minerva-II的滚轮周边一圈是太阳能板，能自主供电，让巡视器可以主动从小行星表面弹起然后落到新的地方；而周边的棘刺一样伸出来的探针则是可以测量温度的“触角”——温度传感器，可以在跳跃翻滚的同时测量“龙宫”表面的温度。相机当然也是带了的：Rover-1A带了4台相机，1B带了3台相机，可以在“龙宫”表面拍摄彩色立体照片。此外，两台巡视器上还都带了光传感器、加速度计、陀螺仪等仪器。

所谓“巡视器”，当然是能一边移动一边探测的。只不过，因为小行星“龙宫”实在是太小了，表面重力极其微弱，如果用我们熟悉的好奇号火星车那样带轮子的巡回车反而移动不便。

因此当年隼鸟号的Minerva和现在隼鸟2号的的Minerva-II都采用了这种“滚轮”式形态，每一次跳跃移动时最长可以在空中停留15分钟，水平方向最大可移动15厘米左右[8] 。

（左）好奇号，来源：NASA；（右）Minerva-II1-1A（远处）和Minerva-II1-1B（近处），来源：JAXA

作为Minerva继任的Minerva-II，不仅代表它自己，也承载着人们寄托在Minerva身上的夙愿。因此Minerva-II1的命运将会如何，是一个牵动人心的悬念。

9月21日13:06（日本时间），隼鸟2号从20公里高的停留高度降落到距离龙宫表面50-55米近的高度后释放两台巡视器，不久后隼鸟2号开始上升，直至回到20公里处。

13年前的场景正在重现！

时光切回到2005年11月12日，隼鸟号本想下降到了距离小行星“丝川”表面44米的地方释放着陆器，然而由于指令没有及时传达，隼鸟号过早释放了Minerva。

结果就是释放时的Minerva距离“丝川”地表太高，而“丝川”自身的引力又非常小，最终Minerva逃逸到了太空，着陆失败。

而这一次，隼鸟2号扬眉吐气了。释放后不久，项目组就确认两台巡视器顺利着陆，而且还传回了照片。

这是世界上第一个顺利着陆在小行星上的巡视器，也是第一个从小行星表面成功拍摄照片并传回数据的探测器。

由于一开始两台巡视器都在滚动和跳跃状态，所以传回的照片格外有“艺术感”。

↓9月21日13:08(日本时间），刚分离不久的Rover-1A在滚动中拍摄的隼鸟2号（右上）和“龙宫”表面（左下）

↓9月22日11:44(日本时间）Rover-1A在跳跃中拍摄的“龙宫”表面，右侧白色的是太阳光

别看照片糊成这样，可把隼鸟2号项目组的科学家们开心坏了。ta们也确实有理由欣喜若狂，因为这意味着许多当初为隼鸟号设计的探测技术，直到隼鸟2号终于证实了可行性。

另一方面，别忘了为了释放巡视器，这也是隼鸟2号飞的最低的一次：距离“龙宫”表面最近只有50米！所以，这也是隼鸟2号近距离拍摄“龙宫”表面的大好机会。

不久，JAXA就公布了隼鸟2号的相机在释放着陆器阶段拍摄的高清照片。

↓ 9月21日9月21日13:04(日本时间），隼鸟2号距离“龙宫”表面64米处连续拍摄的“龙宫”高清照，这也是“龙宫”目前为止最高分辨率的一张照片。

↓ 拍摄的区域是红色箭头所指的黄框中的范围，而且……隼鸟2号还拍到自己的影子！

↓当年隼鸟号接近小行星“丝川”时也拍到过自己的影子。

隼鸟号接近小行星“丝川”表面MUSES-C区域时时拍到的自己的影子。来源：JAXA

emmm……距离64米的隼鸟2号拍的照片比表面的两台Minerva-II1拍的清楚啊有木有？！

手不抖比离得近更重要啊有木有……再贵的相机也一样！

不过，略加休整之后的Minerva-II1传回的照片已经清楚多了。

↓ Rover-1B在9月23日跳跃之前（左）和落地之后（右）拍摄的照片，确实有种“龙宫徜徉”的感觉

↓ Rover-1A在9月23日拍摄的“龙宫”照片里还拍到了自己的影子，天线和探针清晰可见

↓Rover-1B在9月23日10:34-11:48拍摄的15帧照片还制成了这个短视频，应该算是第一部在小行星上拍摄的视频了吧23333

 

着陆器MASCOT：

争分夺秒，时不我待

不同于小巧的“滚轮”一般的Minerva-II1，德国宇航中心（DLR）和法国宇航局（CNES）共同研制的着陆器MASCOT则是个中规中矩的“大方盒子”：重约9.8公斤，大小约27.5×29.0×19.5厘米。

MASCOT一共携带了4个科学仪器：

• 宽角相机MASCAM：用于拍摄“龙宫”表面不同波段的照片

• 分光显微仪MicrOmega：用于探测“龙宫”表面的矿物成分和性质

• 热辐射仪MARA：用于探测“龙宫”表面的温度；

• 磁力计MASMAG：用于探测“龙宫”的磁场。

MASCOT的外观和携带的科学仪器。来源：JAXA

此外，MASCOT还配备了用于导航定位的GNC传感器，而且虽然是着陆器，但MASCOT也可以完成一定程度的滚动和跳跃，主要目的是为了调整观测角度，让顶端天线那面朝上。不过，不同于可以多次主动弹跳移动的Minerva-II1，MASCOT只能自主弹跳移动一次。

10月2日，隼鸟2号开始下降，并在北京时间10月3日降落到距离龙宫表面约51米近的高度后（北京时间10时左右）释放MASCOT，不久后隼鸟2号再次上升，不过这次，隼鸟2号并不会直接一口气上升到20公里处，而是会在“龙宫”上空2.5公里处悬停一段时间（下图中的hovering段）跟踪观察MASCOT。

MASCOT着陆安排。来源：JAXA

约18分钟后MASCOT顺利着陆（6分钟的自由落体+11分钟的弹跳，龙宫表面的重力加速度只有地球的约1/66500），不久还传回了第一张它在降落过程中拍摄的小行星“龙宫”表面。找得到MASCOT的影子吗？

MASCOT拍摄的第一张“龙宫”照。来源：DLR

而另一边，天上飞着的隼鸟2号也拍到了MASCOT分离的瞬间！

MASCOT从隼鸟2号分离的瞬间。来源：JAXA、东京大学等

分离2分多钟后，隼鸟2号还同时拍到了一张全家福：“龙宫”、自己的影子、MASCOT和MASCOT的影子大合照。

隼鸟2号拍摄的“全家福”，出了摄影师本师未能入镜。MASCOT的白点是顶端天线。来源：JAXA，东京大学等

和裹着一身太阳板的Minerva-II不同，MASCOT主要以锂电池来供电，预计可供电时间只有：16个小时（也就是“龙宫”上的两天）。

也就是说，一旦MASCOT开始工作，也就意味着它正走向生命的尽头，它将争分夺秒完成预定的探测。

10月4日，在马力全开实际工作了17个小时、弹跳移动了不止一次、完成了预定观测并顺利传回所有数据之后，MASCOT结束任务。

虽然对这些数据的正式处理还没有完成，但MASCOT着陆期间观测到的初步结果已经足够让人惊讶——小行星“龙宫”表面只有大大小小的石块，居然没有沙土层（或者叫风化层），这完全不同于人们之前所想的，也不同于人们在其他小行星上看到的！因为按理说，“龙宫”这样古老的小行星经历了几十亿年的空间风化，表面是应当有一层细密的沙土层堆积覆盖的。

（左）MASCOT的着陆路径，（右）MASCOT快要着陆时拍摄的“龙宫”表面。可以看到“龙宫”表面凹凸不平，而且都是坚硬的石块。来源：JAXA、DLR

这个结果对接下来计划亲自着陆采样的隼鸟2号来说也不是个好消息，因为这表明小行星“龙宫”表面可能压根就没有平坦又“松软”的地方——这既不利于着陆，也不利于采样。

 

重头戏：

着陆采样延期到明年1月后

隼鸟2号原本计划于10月中旬完成第二次着陆采样演习，并在10月底完成第一次着陆采样。这颗古老的小行星上还保存着45亿年前太阳系的原始信息，挖一点带回来研究，才是隼鸟2号此行最重要的使命。

隼鸟2号着陆采样假想图。来源：JAXA

但按现在的情况，贸然着陆就不明智了。于是JAXA决定在十月中旬到下旬完成两次着陆采样演习，再根据进一步的探测情况重新制定着陆采样方案。

而第一次着陆采样延期到了2019年1月以后。

隼鸟2号计划一共完成三次着陆采样，并于2020年底把来自“龙宫”的“宝箱”带回地球。

参考来源：

[1] http://www.hayabusa2.jaxa.jp/topics/20180829/index.html

[2] http://www.hayabusa2.jaxa.jp/topics/20180915/

[3] http://www.isas.jaxa.jp/j/special/2008/hayabusa/11.shtml

[4] http://www.hayabusa2.jaxa.jp/topics/20180919/

[5] http://www.hayabusa2.jaxa.jp/topics/20180922/

[6] http://www.hayabusa2.jaxa.jp/topics/20180927_HighestRes/

[7] http://www.hayabusa2.jaxa.jp/topics/20180927_MNRV/

[8] http://www.hayabusa2.jaxa.jp/topics/20180927_TD1R1

[9] http://www.hayabusa2.jaxa.jp/topics/20181012_MSC/

[10] http://www.itmedia.co.jp/news/articles/1810/11/news112.html

作者：灰原哀博士

编辑：Steed

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