本年 2 月底,隼鳥 2 號標的目的小行星龍宮開了一槍,然后順遂采集到了龍宮的樣本(前情撮要:電光火石短兵相接隼鳥號第一次龍宮采樣全記實)。
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若是你感覺打一顆 5 克重的槍彈已經夠“暴力”的了,那可就太小看隼鳥 2 號了。真正暴力的,還在后面呢。
得“寸”進“尺”
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海說神聊京時候 2019 年 4 月 4 日(今天)午時 12:00,隼鳥 2 號起頭下降,并將于明天(4 月 5 日)上午 9:56 標的目的小行星龍宮開炮投下撞擊器(SCI)。
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撞擊器(SCI)整體呈圓錐形,底部直徑 0.3 米,釋放之前外面會套著一個罩子。
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隼鳥 2 號投下撞擊器并采樣的設想圖▼https://www.zhihu.com/video/1097242994004135936
來歷:JAXA[1]
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這枚總重達 14 公斤的撞擊器,此中有9.5 公斤都是火藥(環四亞甲基四硝胺(HMX)基高聚物粘結火藥(PBX)),只有最底端有一塊厚約 5 毫米、重 2 公斤的純銅質薄板——這是最終會撞上龍宮的闖禍者。之所以用純銅作為撞擊體,也同樣是處于防止樣本被污染的考慮。
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那所所以一塊直徑 0.3 米,厚 5 毫米,重 2 公斤的銅板 pia 上龍宮概況的么?不是的…跟著火藥的引爆,銅板會在 0.001 秒里敏捷被加快到 2 公里 / 秒。
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在這個加快過程中,銅板會在極短的時候里發生變形,敏捷“縮當作”一顆炮彈。
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打算投下“炸彈”的位置▼
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固然今朝我們還不知道這顆炮彈會在龍宮鬧出多大動靜,但仍是可以從 2011 年 10 月隼鳥 2 號項目組在地球上做模擬“開炮”嘗試里想象一二。
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炮彈在飛出的剎時“縮”到直徑 0.135 米巨細。
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炮彈一一擊穿數個 4×4 米大的障礙物。
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最終高速撞標的目的 100 米開外、用來模擬小行星龍宮概況的土山上。
又想躲開,又想拍下來…怎么辦?
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可以想見,此次“火拼”必然會很是慘烈。當銅炮彈撞上龍宮概況的時辰,必然會激起漫天的石塊和塵埃——這些都可能撞傷隼鳥 2 號。
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隼鳥 2 號的解決方案是——惹不起躲得起。
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現實“開炮”的時辰,隼鳥 2 號將下降到距離龍宮概況 500 米高處丟下“炸彈”,撞擊器從釋放到爆炸會隔上 40 分鐘,而隼鳥 2 號就會操縱這段時候趕緊飛得遠遠的。
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嗯,等塵埃落心猿意馬之后再飛回來采樣…
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BUT,固然是保命要緊,但這種千載一時的火拼大戲怎么能不拍下來呢???必需不甘愿寧可的呀!
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怎么辦?
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隼鳥 2 號專門攜帶了一個用于拍攝這場火拼大戲的相機——分手相機 DCAM3。
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在飛走遁藏的過程中,隼鳥 2 號會掐準時候丟下這個分手相機,然后讓這個相機來拍攝撞擊爆炸全過程,本身則躲得遠遠的。
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其實,無論是撞出新穎物質,仍是邊撞邊拍大片兒,這都不是隼鳥 2 號的初創。早在 2005 年,NASA 的彗星探測器深度撞擊號(Deep Impact)就曾經當作功釋放撞擊器撞擊了坦普爾彗星 1 號的彗核,并同時經由過程飛掠器對撞擊過程進行了跟蹤拍攝。不外,撞擊 + 跟蹤拍攝 + 后續實地著陸采樣,這將會是隼鳥 2 號的獨家初創。
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至于隼鳥 2 號這個分手相機為啥叫DCAM3(Deployable Camera 3)嘛…是因為隼鳥 2 號或者之前的隼鳥號帶過 DCAM1 和 DCAM2 嗎?并不是,其實是 JAXA 在 2010 年和金星使命 Akatsuki 號一同發射的太陽帆使命——IKAROS 上搭載過同條目的 DCAM1 和 DCAM2,固然換了個探測器,但相機的傳承仍是要接上…
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分手相機 DCAM3 的功能很簡單,由三部門構成:分手裝配、攝影裝配和數據傳輸裝配…分工協作可以說是放置得明大白白的…
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分手相機 DCAM3 一共有兩個鏡頭:
DCAM3-A 相機用于拍攝低分辯率照片,配套的 A 天線會及時把照片無線傳回給隼鳥 2 號;
DCAM3-D 相機用于拍攝高辨率數碼照片,配套的 D 天線只能非及時把照片無線傳回給隼鳥 2 號。
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更絕的是給 DCAM3 相機的分手裝配還配了一個監督相機 MCAM…為的是…拍攝分手相機和隼鳥 2 號分手和分手之后的環境…
emmmm…一個為了拍撞擊器分手之后的環境而設計的相機,上面又帶了一個專門拍攝這個相機分手之后環境的相機…有一種被強迫癥支配的驚駭…
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分手相機 DCAM3 自帶電池,可以最多包管3 個小時的攝影和數據傳輸,最遠可以標的目的 10 公里外的隼鳥 2 號無線傳輸訊號。
除了采樣,開炮還能干點啥?
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在爆炸的硝煙平息之后,隼鳥 2 號會飛回“火拼現場”觀察。若是這里可以許可隼鳥 2 號平安著陸的話,才會有第二次著陸采樣。
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那么,若是不克不及采樣了,這么折騰一把會不會很華侈?
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也不會。
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因為爆炸自己就有足夠的科學意義了。
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好比,龍宮這種質地松散、重力又小的小行星被撞了之后會怎么樣?濺射物會怎么飛?炸完之后的龍宮概況會多大水平地地震山搖?概況的石塊會怎么移動?
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好比,龍宮地下的物質是什么樣的?即使不克不及采樣,也可以攝影看看形態和光譜特征啊。
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好比,若是撞上了石塊,石塊會如何碎裂?
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好比,會撞出多大的撞擊坑?分歧顆粒巨細、分歧孔隙率的概況上,形當作的撞擊坑也會巨細和形態迥異。按照隼鳥 2 號這個撞擊器的巨細和速度來猜測,在龍宮概況形當作的撞擊坑小到十幾厘米,大到 10 米都是有可能的,所以按照撞出的撞擊坑的巨細和形態,我們可以反推龍宮概況物質的性質。
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分歧質地的概況上會形當作分歧巨細和形態的撞擊坑▼
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也會發生分歧形態的濺射物▼
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總之,這毫不僅僅是一次為了采樣而開展的“暴行”,也同樣是一次撞擊體各類參數充實可控、深奧無極、難能可貴的撞擊試驗,此次嘗試自己就會告訴我們很多關于龍宮、關于龍宮這類亂石堆型小行星的奧秘了。
親愛的乙姬公本家兒,我將再次前來,搶拿走龍宮的“寶箱”。——怪盜基德隼鳥 2 號
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4 月 5 日隼鳥 2 號開炮釋放撞擊器的日程放置(海說神聊京時候)▼
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若是炸完之后的概況還算平安的話,隼鳥 2 號將在5 月今后進行人工撞擊坑四周的第二次采樣。
拓展閱讀
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參考
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[1] JAXA | 「はやぶさ2」タッチダウン想像図 CG/"Hayabusa2" CG Animation
[2]
[3]
[4]
[5] Saiki, T., Imamura, H., Arakawa, M., Wada, K., Takagi, Y., Hayakawa, M., ... & Okamoto, C. (2017). The small carry-on impactor (SCI) and the Hayabusa2 impact experiment. Space Science Reviews, 208(1-4), 165-186.
[6] 「はやぶさ2」衝突裝配 爆點の様子 /Hayabusa2 situation of a collision test
[7] 「はやぶさ2」衝突裝配 飛翔體の様子 /Hayabusa2 situation of a collision test
[8] 「はやぶさ2」衝突裝配 著弾の様子 /Hayabusa2 situation of a collision test
[9] Arakawa, M., Wada, K., Saiki, T., Kadono, T., Takagi, Y., Shirai, K., ... & Hirata, N. (2017). Scientific objectives of Small Carry-on Impactor (SCI) and Deployable Camera 3 Digital (DCAM3-D): observation of an ejecta curtain and a crater formed on the surface of Ryugu by an artificial high-velocity impact. Space science reviews, 208(1-4), 187-212.
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