在分析了2020年10月美国宇航局的OSIRIS-REx航天器从贝努小行星收集样本时收集到的数据后,科学家们发现了一件令人惊讶的事情:如果该航天器在抓取该小行星表面的灰尘和岩石后不立即发射推进器后退,该航天器本会坠入贝努小行星。

事实证明,构成贝努外表的颗粒是如此的松散,彼此之间的联系很轻,以至于如果一个人踩到贝努身上,他们几乎不会感觉到阻力,就像踩进了一个塑料球坑,这是孩子们喜欢玩的地方。

位于圣安东尼奥的西南研究所的OSIRIS-REx科学团队成员凯文·沃尔什说:“如果贝努被完全填满,那意味着它几乎是坚硬的岩石,但我们在表面发现了很多空隙。”

关于本努表面的最新发现于7月7日发表在《科学》和《科学进展》杂志上的两篇论文中,分别由图森亚利桑那大学的奥西里斯-雷克斯的首席研究员但丁·劳雷塔和沃尔什领导。这些结果让科学家们在整个OSIRIS-REx任务中都处于紧张的状态,正如贝努一直证明的那样不可预测。

2018年12月,当NASA的航天器抵达贝努时,这颗小行星呈现了它的第一个惊喜。根据地球和太空望远镜的观测,OSIRIS-REx团队发现了一个布满巨石的表面,而不是他们所期望的平滑的沙滩。科学家们还发现贝努正在向太空中喷射岩石颗粒。

2019年1月19日,本努小行星从其表面喷射出粒子,这张照片是由NASA的OSIRIS-REx航天器上拍摄的两张照片合成。还应用了其他图像处理技术,例如裁剪和调整每个图像的亮度和对比度。
影像来源:NASA/Goddard/University of Arizona/Lockheed Martin

“我们对小行星表面的预期完全错误。”劳雷塔说。

在OSIRIS-REx航天器采集了一个样本并发射了这颗小行星表面到地球的令人惊叹的特写图像后,最新的迹象表明贝努并非如此。劳雷塔说:“我们看到的是一堵巨大的碎片墙,从采样点向外辐射。”。“我们就像‘天哪!’”

在OSIRIS-REx航天器采集了样本并将小行星表面的惊人特写图像发送到地球之后,最新的迹象表明贝努并非看起来的那样。 “我们看到的是一堵巨大的碎片墙,从采样点向外辐射。”劳雷塔说。 “我们当时的反应是,‘天哪!’”

考虑到航天器轻敲表面的程度,科学家们对周围散落的大量卵石感到困惑。更奇怪的是,航天器留下了一个26英尺(8米)宽的大陨石坑。劳雷塔说:“每次我们在实验室测试样本采集程序时,我们几乎都做不到任何改变。”任务团队决定将航天器送回贝努,对贝努的表面拍摄更多的照片,“看看我们造成了多大的混乱。”劳雷塔说。

近地小行星贝努是太阳系形成过程中遗留下来的一堆碎石。2020年10月20日,NASA的OSIRIS-REx航天器短暂降落在贝努,并采集了样本送返地球。在这次事件中,航天器的机械臂比预期的要深入小行星,证实了贝努的表面松散地结合在一起。现在,科学家们已经使用了来自OSIRIS REx的数据来重新审视样本采集事件,更好地了解贝努松散的上层是如何结合在一起的。
影像来源:NASA’s Goddard Space Flight Center/CI Lab/SVS

任务科学家分析了被称为“夜莺”的采样点前后图像中可见的碎片体积,他们还研究了航天器着陆期间收集的加速度数据。这些数据显示,当OSIRIS REx触小行星时,它遇到了与人在法式咖啡壶上挤压柱塞时相同的阻力——几乎没有。位于马里兰州劳雷尔的约翰·霍普金斯应用物理实验室的OSIRIS REx科学家罗恩·巴卢兹说:“当我们启动推进器离开小行星表面时,航天器仍在坠入小行星。”

巴卢兹和研究团队进行了数百次计算机模拟,以根据航天器图像和加速度信息推断贝努的密度和凝聚力。工程师们在每次模拟中都改变了表面凝聚力的属性,直到他们找到了与现实数据最接近的一个。

现在,有关贝努表面的精确信息可以帮助科学家更好地解释对其他小行星的远程观测,这可能有助于设计未来的小行星任务,并有助于开发保护地球免受小行星碰撞的方法。

像贝努这样的小行星——几乎靠重力或静电力结合在一起——有可能在地球大气层中碎裂,从而造成与固体小行星不同类型的危险。 “我认为我们仍处于了解这些天体是什么的初期,因为它们的行为方式非常违反直觉。”法国尼斯的蔚蓝天文台国家科学研究中心主任、 OSIRIS-REx 科学家帕特里克·米歇尔说 。

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戈达德为OSIRIS-REx提供全面的任务管理、系统工程以及安全和任务保证。亚利桑那大学图森分校的但丁·劳雷塔是首席研究员。该大学领导科学团队和任务的科学观测计划和数据处理。位于科罗拉多州利特尔顿的洛克希德·马丁航天公司建造了这该航天器,并提供飞行操作。戈达德和KinetX航空公司负责OSIRIS-REx飞船的导航。OSIRIS-REx是NASA新前沿计划的第三个任务,该计划由NASA位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心为华盛顿的科学任务理事会管理。

横幅图片说明:NASA OSIRIS-REx航天器拍摄的机械臂的并排图像,左图是机械臂下沉到小行星贝努表面,右图是机械臂敲击小行星表面,搅动灰尘和岩石进行样本收集。OSIRIS-REx于美国东部时间2020年10月20日下午6点08分降落在贝努。影像来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心。如欲了解更多信息,请点击这里

参考来源:
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2022/surprise-again-asteroid-bennu-reveals-its-surface-is-like-a-plastic-ball-pit

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