欧洲航天局的 罗塞塔号任务 着陆彗星67P,是太空史上最大胆的任务之一。设想在距离地球3亿公里、以接近每小时13.5万公里的速度冲向太阳的一小块冰岩上着陆,令人难以置信;更令人惊叹的是,他们 真的做到了。
罗塞塔号任务返回的数据让科学家有所发现,这些发现支持开展另一项雄心勃勃、刚刚启动的太空任务:日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的 隼鸟2号 任务将拦截的不是彗星,而是一颗小行星,并在其表面着陆至少三次。
罗塞塔号任务返回的数据已经带给我们许多惊喜,其中包括 如今发表的研究结果 ,该结果刊载于《科学》杂志,揭示彗星67P上的水与地球上的水性质并不相同。
罗塞塔号探测了包围彗核的气态云层,测量氢与其较重同位素 氘的比例,发现这一比例 是地球上的三倍 。这是一个重要发现,因为水对地球上的生命至关重要,但水究竟来自何处却远非显而易见。
起源之初
地球由环绕年轻太阳运行的小型岩质 星子 形成,它们逐渐聚合成一颗行星,而地球很可能诞生时是一颗干燥的星球。在行星形成过程中,只有到太阳系更外围、温度更低的地方才会出现冰。这意味着地球必须在之后的某个时期获得水。
彗星撞击 是一种假说,认为水是由彗星带来的。彗星形成于木星、土星、天王星和海王星等巨行星周围寒冷的区域,富含冰。在太阳系形成的末期,大量彗星受到这些庞大行星邻居的引力扰动,被抛向内行星。它们撞上干燥的地球后,所携带的冰或许开启了海洋的形成。但罗塞塔号对彗星67P的分析表明,我们的海洋并非由新鲜彗星水构成。我们需要寻找其他来源,这就引出了隼鸟2号的小行星探测任务。
小行星带来的答案
日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的
隼鸟2号 任务于12月初发射,目标是拦截 小行星1999 JU3 ,在其表面着陆三次,部署一台搭载三辆漫游车的着陆器,并于2020年携带小行星样本返回地球。简而言之,它堪称罗塞塔号的优秀继任者。彗星和小行星都是行星形成过程中遗留下来的岩质天体,但小行星离地球近得多。大多数小行星组成一条环绕太阳、位于火星轨道之外的带,称为
小行星带 ;但隼鸟2号的目标要近得多,目前在地球与火星之间绕太阳运行。小行星有
不同类型 。S型小行星在其演化过程中经历过加热,原始成分因此发生改变;而C型小行星——隼鸟2号的目标——被认为自最初形成以来几乎没有变化。顾名思义,隼鸟2号有一个前身,它曾探访S型小行星
糸川 ,并发现其经历过高达800°C的加热。对它的探测揭示了这类太空岩石演化的许多信息,却没有解答水如何来到地球这一问题。黏土中的答案
1999 JU3直径仅约1公里,重力不足以留住液态水,但观测表明它含有黏土,而黏土的形成需要水。这一点以及它目前不稳定的轨道意味着,它曾是一个更大天体的一部分,后来该天体解体。
完成初步分析后,隼鸟2号将首先在发现黏土的地点着陆。罗塞塔号部署着陆器抵达彗星表面,而隼鸟2号将亲自接触小行星,并在下降时发射一枚子弹,打碎表层物质以便采集。它还会在另外两个地点重复这一操作;第三次下降前,将发射一枚更大的导弹,从小行星表面下方带出岩石碎屑。直接着陆虽有风险,但其优势在于这些样本能够带回地球,接受全面分析。
隼鸟2号在宏大旅程前的建造现场 JAXA

尽管隼鸟2号将亲自着陆,它也会部署一台着陆器。该着陆器由曾建造罗塞塔号着陆器“菲莱”的德国和法国团队打造,名为MASCOT(
移动式小行星表面侦察器),将依靠一块续航15小时的电池运行,并派出三辆小型漫游车探索表面。太空中的生命基石
然而,水或许只是1999 JU3上等待发现的奥秘之一。此前的
研究表明 ,小行星上的水参与的反应与氨基酸的生成有关;氨基酸是生命的有机组成基石。不仅如此,这些氨基酸似乎主要是 左旋 的;这是地球生命中氨基酸的一个显著特征。实验室合成的氨基酸呈现的左旋和右旋镜像形式似乎各占一半,而生物体却强烈偏好左旋形式。我们不知道这种偏好的原因,因此,关于这种选择性可能起源于太空的推测令人无比兴奋。如果事实确实如此,那么六年后打开隼鸟2号样本罐的科学家,或许不仅能找到水的来源,还可能发现生命最初的起点。
本文由《对话》网站合作发布。发表本文并不意味着世界经济论坛认可其中观点。
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作者:Elizabeth Tasker 是北海道大学助理教授。 图片:JAXA隼鸟2号任务的艺术家构想图。分享:
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