▲經過4.5小時的緩慢降落，OSIRIS-REx探測器將在幾秒鐘內登陸小行星貝努並採樣（想象圖）

北京時間 9 月 28 日訊息，美國國家航空航天局（NASA）近日宣佈，旨在進行小行星取樣並返回的 OSIRIS-REx 探測器將於 10 月 20 日登陸小行星貝努（Bennu，即小行星 101955）。屆時這臺探測器將小心翼翼地進行長達 4.5 小時的降落，然後在幾秒鐘內接觸並離開這顆小行星。

OSIRIS-REx 探測器的全稱是 “太陽系起源、光譜解析、資源識別、安全保障、小行星風化層探索者”（Origins，Spectral Interpretation，Resource Identification，Security，Regolith Explorer）。NASA 已經選定了它的著陸點，即 “夜鶯”（Nightingale），位於貝努北半球一個直徑 16 米的岩石區域。這個候選地點被認為具有顆粒最細的土壤。

這臺卡車大小的探測器裝有一個機械臂，用來收集小行星表面的樣品。科學家們希望這項任務能加深我們對行星形成及生命起源的瞭解，並更深入地探索可能影響地球的小行星。著陸地點之所以選中 “夜鶯”，是因為這是貝努表面最清晰的區域之一，最容易接觸到細小顆粒物質。

然而，著陸點周圍有一些巨大的、如同建築物大小的石塊，只有一個大約幾個停車位大小的地方可供降落。另一方面，如果著陸稍有偏差，OSIRIS-REx 探測器的處境也可能非常不妙。

貝努位於地球和火星之間，距離地球約 3.34 億公里。在如此遠的距離上，從 OSIRIS-REx 探測器到 NASA 總部之間的訊號傳遞大約需要 18.5 分鐘。這意味著人工著陸是不可能的，所有成功著陸的希望都寄託在機載自主系統上。

按照計劃，OSIRIS-REx 探測器應該收集至少 57 克的小行星岩石材料帶回地球。這將是自阿波羅任務以來最大的樣品採集任務，而阿波羅任務獲得了更多的資金，在採集樣品時也得到了地面上更多的幫助。如果貝努表面的物質採集成功，OSIRIS-REx 探測器將於 2023 年 9 月 24 日返回地球。

NASA 還透露了 OSIRIS-REx 探測器將如何在小行星表面著陸的一些細節。這場四個半小時的考驗將分為三個步驟。第一步是點燃 OSIRIS-REx 探測器上的推進器，使其脫離距離表面約 770 米的軌道。

軌道高度之所以這麼低，是因為貝努的平均半徑只有 246 米，整體的引力很小。此時，探測器的取樣臂，稱為 “接觸即走樣品採集機制”（Touch-And-Go Sample Acquisition Mechanism，簡稱 TAGSAM），將展開並向下指向貝努。脆弱的太陽能電池板將在探測器上方以 Y 字形翼狀展開，以安全避開任何危險。

TAGSAM 的取樣頭將是探測器唯一會接觸到貝努表面的部分。OSIRIS-REx 專案副主管麥克 • 莫羅表示，這項任務經過了多年的計劃和艱苦工作，而在屆時的登陸過程中，TAGSAM 基本上只與小行星表面接觸 5 到 10 秒鐘。

NASA 的工作人員將授權 OSIRIS-REx 探測器自主降落，它將利用一個名為 “自然特徵跟蹤”（Natural Feature Tracking，簡稱 NFT）的導航系統控制自己的著陸。該系統使用了 OSIRIS-REx 任務所拍攝的小行星表面的全部詳細影象，並將其轉化為一張地圖，指出了所有潛在的危險。如果著陸偏離了各種預先定義的限制，可能使探測器處於危險中，該系統就會執行預先程式設計的中止任務。

如果發生這種情況，NASA 將重新組織任務團隊並在稍後的日期再次嘗試。探測器緩慢穩定的下降過程大約需要 4 個小時，然後在大約 125 米的高度進行所謂的 “檢查點”（Checkpoint）機動。

隨著推進器的再一次點火，緩慢的下降將變得更陡、更快，探測器也越來越接近小行星表面。大約 11 分鐘後，將進行第三次也是最後一次機動，即 “賽末點”（Matchpoint）。此時，計算機系統將使用推進器，將探測器穩定在距離著陸點 54 米的高度。OSIRIS-REx 探測器將再次放慢速度，並試圖在接近小行星之前與其旋轉相匹配。

NASA 預測，OSIRIS-REx 探測器在小行星表面著陸的時間不會超過 16 秒。之後，探測器的氮氣瓶將噴出氣體，從貝努的表面吹起碎屑。探測器將在再次點火前嘗試採集一些碎屑，然後撤到安全的軌道上。在這次具有里程碑意義的著陸後一週，NASA 才能知道是否能成功獲得約 60 克的小行星物質。

10 月 22 日，一架機載照相機將對可伸縮取樣臂進行拍攝，以檢視是否採集了任何物質。10 月 24 日，OSIRIS-REx 探測器將嘗試確定這些物質的質量。如果取樣量足夠，這些物質將被安全地包裝起來，放在 “樣品返回艙”（Sample Return Capsule，簡稱 SRC）中，開始返回地球的旅程。

如果取樣量不能令 NASA 滿意，OSIRIS-REx 探測器將返回小行星上方並再次嘗試，因為探測器攜帶了足夠的氮氣，可以進行三次嘗試。如果真的發生這種情況，NASA 將放棄 “夜鶯”，將降落點改為備用的 “魚鷹”（Osprey），並且最早也要到 2021 年 1 月才會再次著陸。

貝努表面的灶神星碎片

NASA 拍攝的小行星 “貝努”的影象顯示，它的表面還有另一顆小行星的碎片，而且 “極其明亮”。這些碎片來自灶神星（Vesta），大小從 1.5 米到 4.3 米不等，散佈在貝努的南半球及其中心附近。

研究人員從 OSIRIS-REx 探測器的影象中檢測到了這些巨石，它們看起來比周圍的深色富碳區域要明亮得多。探測器使用機載光譜儀分析了這些碎片，發現了輝石礦物的跡象——這是灶神星上的一種已知化合物。

NASA 研究人員認為，這些物質來自貝努的母小行星，後者受到了灶神星碎片的撞擊。NASA 戈達德太空飛行中心的漢娜 · 卡普蘭說：“我們的主要假設是，一塊灶神星的碎片撞擊了貝努的母小行星，之後貝努就從母小行星那裡‘繼承’了這些物質。後來，當這顆母小行星發生災難性的斷裂時，它的一部分碎片在自身重力作用下聚集形成了貝努，包括一些來自灶神星的輝石。”

小行星 “貝努”，由 OSIRIS-REx 探測器拍攝於 2018 年 12 月 2 日。

OSIRIS-REx 探測器任務將如何從小行星上獲取樣品？

科學家表示，這顆古老的小行星可能含有生命起源的線索。據信，它形成於 45 億年前，攜帶著太陽系誕生時的殘餘物質。

OSIRIS-REx 探測器於美國東部時間 2016 年 9 月 8 日 19 時 05 分搭載阿特拉斯 5 號火箭發射升空。在仔細調查了貝努小行星的特徵並確定最合適的取樣地點後，OSIRIS-REx 探測器將使用機械臂收集約 60 至 2000 克的小行星表面物質，並在 2023 年通過一個可拆卸的太空艙將樣品送回地球。

為了在小行星表面採集樣本，OSIRIS-REx 探測器將在一個特定區域上空盤旋，然後以每秒 10 釐米的速度緩慢而輕柔地降落。探測器還攜帶著鐳射高度計和亞利桑那大學提供的一套攝像機，以及光譜儀和鐳射雷達。