“隼鸟”号的最后使命

尹怀勤

“隼鸟”号是日本研制并于2003年5月9日发射的小行星取样航天器，其探测目标是“丝川”小行星。2005年9月初“隼鸟”号与目标天体交会，最终成为“丝川”小行星的人造卫星。近日有报道说，日本宇宙航空研究开发机构拟计划利用即将返回地球的“隼鸟”号小行星探测器，对正在研发的小行星撞击地球预测系统的精确度进行测试。这再次引起了人们对“隼鸟”号航天器的关注。

失踪的“智慧女神”

“丝川”小行星原定编号为1998SF36，为了纪念日本的“火箭之父”丝川英夫而将其命名为“丝川”小行星。其轨道与地球平均距离约3亿千米。它的外形如马铃薯，长约540米，宽约300米，体积较小。

重量为495千克、太阳能电池板展后长约5米的“隼鸟”号探测器是采用离子火箭发动机飞向“丝川”小行星的。这种动力装置的工作原理是，其工质氙从贮箱经过电离室被分解为正、负离子后，带正电的离子流在引出电极的静电场力作用下加速形成射束。离子射束与中和器发射的电子耦合形成中性的高速束流，喷射而出产生反作用推力。在“隼鸟”号环绕“丝川”小行星运转期间，仍以离子火箭发动机提供动力。直到2005年u月10日开始，“隼鸟”号探测器的动力装置已转为使用化学火箭助推器，因为离子火箭发动机虽然可以精确控制方向，但费时较长。探测器上带有足够的助推器燃料，以保证“隼鸟”号能够圆满完成这次飞行任务。

在距离“丝川”小行星20千米高的轨道上运行期间，“隼鸟”号探测器就进行了环绕飞行的探测工作。它用自身携带的x射线和红外线仪器观测目标星体表面情况，收集其成分和地形数据。按照预定计划，“隼鸟”号应于2005年11月12日在距离目标星60～70米的高度上投放“智慧女神”观测器。形状如同罐子、只有lO厘米长的“智慧女神”，实际上是个小型探测机器人，任务是前往“丝川”小行星采集数据。遗憾的是，“智慧女神”未能成功在“丝川”上着陆，迷失于茫茫太空之中。

不过，“隼鸟”号自身曾于2005年11月20日和26日两次短时间着陆“丝川”小行星，采集其表面的岩石样本。不过，要确定它否采集到星面样本，尚要等到其返回舱返回地球后才会有定论。

艰难的回归旅程

“隼鸟”号于2007年4月脱离“丝川”的绕飞轨道，开始回归地球的旅程。这时，“隼鸟”号已经浑身是病。除3台姿态控制仪已有2台发生故障、剩下的1台也岌岌可危外，化学火箭发动机因燃料泄漏亦不能使用；4台离子火箭发动机，只有1台能正常工作。它自发射升空到2009年2月初，已在太空飞行4.5亿千米。地面控制人员力争使其能在2010年6月回到地球。

如果一切顺利，采样获得成功，这将是首次探测器携带小行星样本返回地球，“隼鸟”号将成为自美国航天员1972年最后一次登月收集样品以来，第一个在地外天体上登陆并带回样本的航天器。

虽然美国1996年2月17日发射的“苏梅克”号航天器，曾于2000年2月14日开始对爱神小行星进行一年的绕飞探测并于2001年2月12日成功着陆目标星面，获得了宝贵的探测成果，但是它终究没有返回地球。“隼鸟”号这种以取样为主要目的的往返飞行，与有去无回的航天器不同，其技术难度更大一些。

鉴于小行星含有46亿年前太阳系诞生时的物质，研究“隼鸟”号采集的小行星样本，将有可能获得揭开太阳系和行星形成之谜的信息和线索，从而帮助人类深化对宇宙奥秘的认识。如果将这种采样技术推广开去，还能促进人类掌握空间可以利用的矿藏资源。因为有少数小行星金属含量较高，随着航天技术的进步，将来能够用其为人类服务。

最后阶段的新使命

目前世界上很多国家都在从事对近地小行星的观测活动，目的是对有可能撞击地球的此类小天体，提前摸清并跟踪其运行轨道，以便及时采取防范措施，拒来袭天体于安全范围之外。观测和监视对地球具有威胁性的小行星动态，乃是首当其冲的第一步。其具体做法主要是采用天文望远镜、雷达和测控中心等组成的探测与预警系统来实施。

日本已由宇航研发机构牵头，研发出了一种小行星轨道探测系统，用来推算可能冲撞地球的小行星的轨道、冲撞时间、概率等数据。该系统曾以去年10月坠落于非洲苏丹的1颗直径3米的小行星为对象进行试验，测试结果发现，小行星进入大气层时间误差0，5秒，坠落地点误差为13千米。为了进一步检测该系统的观测精度，日本科学家又将目光投向了将百分之百撞向地球的“隼鸟”号探测器。

2010年6月，“隼鸟”号探测器将在投放出可能装有“丝川”小行星土壤样本的返回舱后，在再入地球大气层时烧毁。而外表覆有耐热保护材料和本身携有减速装置的返回舱，将降落在澳大利亚沙漠地区。届时，日本的小行星轨道探测系统将全力开展观测工作，不仅要提前捕获目标，而且要跟踪其再入大气层和坠落运动的全过程，并将获得的数据一一记录在案。经与“隼鸟”号飞行指挥控制中心测得的数据和落点实测数据比较后，即可知道该系统的测试精度，并有针对性地找出改进措施。日本研究人员称，虽然“隼鸟”号已经伤痕累累，但相信它一定能够发挥出自己最后的价值，为人类监测危险小行星做出贡献。(文章代码：1411)