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对研究人员来说,太空样本非常值得获取

2010年6月13日,日本隼鸟号小行星探测器完成了为期七年的任务,返回地球。

如果最近返回地球的日本太空舱被发现从一块有10亿年历史的太空岩石上收集了物品,它将加入快速样本返回任务的短暂历史。”

从太空取回样本被认为比进行远程或机器人探险更复杂、潜在成本更高、风险更大,但成功的取回可以更准确地证实或反驳理论,并可以推动或加速数十年的科学研究。

当研究人员和任务科学家等待对勇敢的隼鸟小行星探测器从太空带回的东西进行分析时,他们表示,之前的样本返回任务已经证明了它们的有用性。而且,随着清洁和消毒储存设施的技术和方法的改进,未来从火星及其他地方取回样本的任务可能会为我们的太阳系未知信息提供更宝贵的见解。

位于休斯顿的美国国家航空航天局约翰逊航天中心的迈克尔·佐伦斯基告诉太空网:“有了样本返回任务,你就有了一种可以世代采集信息的资源。”“在地球上进行分析比在其他任何地方都更容易、更高效。”

隼鸟和小行星Itokawa

佐伦斯基是约翰逊航天中心储存的星际尘埃的副馆长,也是美国国家航空航天局星尘任务的联合研究员,该任务是第一个从彗星和星际空间返回样本的任务。他也是日本隼鸟任务样本分析小组的成员。

6月13日,“隼鸟”号小行星探测器在澳大利亚内陆部分地区坠入地球大气层,经过七年的旅程,它遇到了小行星25143 Itokawa,返回了我们的星球。

载有粒子的进入舱在探测器坠落地球前约三小时从探测器中释放出来。

隼鸟的科学家们现在正在分析这些粒子,以确定它们是否来自伊藤川。佐伦斯基说,如果是这样的话,这个样本可以揭示出两种神秘的宇宙物体

他说:“我非常乐观,因为这些样本将在陨石和小行星之间建立第一个直接联系。”

Pastsample返回任务

样品返回任务基本上始于阿波罗登月任务。1969年至1972年间,六次阿波罗探险队从月球表面带回了总计842磅(382公斤)的月球岩石、核心样本、鹅卵石、沙子和灰尘。这些样本是从六个不同的勘探地点采集的。

阿波罗11号和12号返回样本后,三艘苏联机器人飞船“作为苏联月球计划的一部分”从三个不同的地点取回了总计约四分之三磅(300克)的月球材料

美国国家航空航天局的“创世纪”任务收集了太阳风中的粒子,为该航天局提供了自1975年阿波罗计划结束以来的第一个地外样本。

“创世纪”号于2001年发射,2004年坠毁在地球上,其目标是收集太阳风原子,以分析和测量太阳的成分。确定太阳的元素和同位素组成可以帮助天文学家更好地了解太阳系行星形成时太阳星云的化学演化。

星尘号任务于1999年,在创世纪之前发射,但距离目标Wild-2彗星的路程更长。星尘号在2004年1月2日遇到了Wild-2,并在2006年降落到地球的返回舱中收集了彗星和星际空间的样本。

研究的多重机会

样本由约翰逊航天中心天体材料采集和保存办公室的策展人编目和保存。策展人还管理样品的使用请求。

策展办公室目前拥有五个藏品:阿波罗月球岩石和土壤、南极陨石、平流层收集的宇宙尘埃、创世纪飞船的太阳风样本,以及星尘任务期间收集的星际和彗星尘埃样本。

创世纪太阳风样本的策展人JudithAllton强调,样本返回任务为科学家提供了准确测量和分析的工具,这是非常宝贵的。

奥尔顿告诉dspace net:“我们从返回的样本中得到了更精确的数据。”“你可以有一个样本,用不同的最先进的仪器进行测试,不同的团队可以确认或质疑结果。人们一直在用遥感技术观察太阳,但它们远未达到你用另一个样本所能获得的准确性和精密度。”

在策展办公室与Allton合作的Zolensky补充道,保持样本采集使科学家能够灵活地在研究过程中测试各种想法。

他说:“通过远程分析,你只有一次机会把事情做好。”“通过实验室中的分析,您可以重试并完善分析程序。”

采样红色星球

科学家们说,远程测量有一定的局限性。火星样本返回任务有可能产生即使在这颗红色星球表面也无法发现的发现。

位于华盛顿特区的美国国家航空航天局总部的火星首席科学家迈克尔·迈耶告诉太空网:“有些事情我们在火星上做不到。岩石测年是关键之一。”“我们知道水是地球历史的重要组成部分,但在确定某些岩石的年代之前,我们不知道要多久。”

Meyer是设计火星样品返回任务的长期努力的一部分。他说,几次启动该项目的尝试都得到了微弱的支持,但最近的事态发展和重要的伙伴关系让人们重新感到乐观。

Meyer说:“在过去的一年半里,我们一直在努力与欧洲航天局共同开发火星计划。”“很长一段时间以来,我们一直想完成样本返回任务,多年来我们所做的一件事就是经过一个学习过程。”

这个过程的一部分涉及到应对项目的艰巨性。

迈耶说:“它很大,非常大,所有的东西都在一个篮子里。”“在任何一个财政年度,它都非常昂贵,所以我们将其分为三个不同的部分。这分散了风险本身,也分散了成本。这有点像首付。”

逐步管理风险

该提案要求在2016年进行一次联合任务,在火星周围放置一个轨道飞行器,然后在2018年在火星表面放置两辆漫游车(一辆属于美国国家航空航天局,一辆属于欧空局)。漫游者将能够收集和缓存可以密封的样本,为运回地球做准备。

下一步将包括将一个带有上升火箭的着陆器送上月球表面。一辆小型火星车将取回收集到的材料,并将其带回火箭,然后将其发射到火星轨道。

Theorbiter将被派去回收样本并将其带回地球。

Meyer说:“通过这样划分,我们分散了风险,每个因素都变得可控。”“还有其他优点,因为如果过程的一部分中断,我们可以重复它,无论样本在哪一步,它都可以保持在那里,直到下一步完成。”

Whydo样品返回任务

Meyer说,火星样品返回任务和一般样品返回任务的另一个障碍是成本。这一直是科学界争论的主题。

“这是一件昂贵的事情,”迈耶说。“但返回样本有着巨大的优势。你可以询问样本,当你在地球上进行实验时,你实际上可以拆开一块岩石,观察分离的矿物。你不能在火星上这样做。”

Meyer补充道,Curatedsamples可以使未来几代的科学发现受益。储存和安全保存样本的技术有所改进,研究人员将能够一次又一次地参考这些收集的样本。

他说:“你可以重新访问一个样本,或者几年后,有人可以回去用一种新的方法对样本进行研究。”“能够把有上下文的东西带回来,这有点像圣杯。这是不断给予的礼物。”


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