天文太空

太空岩石採樣任務

兩項任務將分別抵達不同小行星,可望揭露生命起源的珍貴資訊。

撰文/許杰仁(Jeremy Hsu)
翻譯/宋宜真

天文太空

太空岩石採樣任務

兩項任務將分別抵達不同小行星,可望揭露生命起源的珍貴資訊。

撰文/許杰仁(Jeremy Hsu)
翻譯/宋宜真


如果一切按計畫進行,今年8月底,將有兩艘太空船分別近距離觀測不同的小行星。太空船的目標是對小行星進行採樣,這些小行星可能含有太陽系誕生時期的有機物質。這些物質可能是了解行星生成和地球生命起源的關鍵,也可能讓日後的太空採礦業者發大財。


撰寫此文時,日本的獵鷹二號(Hayabusa2,又稱隼鳥二號)依照計畫,在今年6月27日抵達寬約一公里的小行星「龍宮」(Ryugu);美國航太總署(NASA)的太空船OSIRIS-REx則預計在8月17日抵達寬約500公尺的小行星「貝努」(Bennu)。這兩顆太空岩石將會是感測器巡天計畫為期約兩年的觀測重點,兩艘太空船採集樣本,送回地球交由科學家分析。


「世界各地會有好多團隊研究這些樣本長達數十年。」並未參與上述任務的美國約翰霍普金斯大學應用物理實驗室行星科學家夏波(Nancy Chabot)評論,新數據將「澈底翻新我們對早期太陽系中原始天體組成的理解。」第一次完成小行星採樣任務的並非獵鷹二號和OSIRIS-REx,而是日本第一艘獵鷹號太空船。獵鷹號從小行星「糸川」(Itokawa)採集了少數樣本後,於2010年返回地球時意外墜毀。糸川是所謂S型小行星,主要由石質材料組成。


相對地,龍宮和貝努屬於碳質(C型),也就是含有碳,這是太陽系中最常見的太空岩石。綜合OSIRIS-REx和獵鷹二號帶回的樣本,或許可以證實這類小行星的組成與地球上「碳質球粒隕石」類似。這種隕石蘊含有機化合物,內部則有水合礦物質,但地球上的這類隕石可能遭地表污染。若小行星的組成與這類隕石相符,就表示這些化合物可能是從太空來到地球。


碳質球粒隕石「很可能是地球上水的來源之一,以及促成生命的化合物。」OSIRIS-REx的共同主持人及樣本科學家康諾里(Harold Connolly)和獵鷹二號的樣本科學家橘省吾(Shogo Tachibana)在一份聯合聲明中如此表示。首次從碳質小行星帶回的原始樣本可能佐證這個假說。


夏波解釋,發射兩個非常相似的任務看似多此一舉,但這可能提供豐富的資訊。「如果兩個小行星的樣本相同,就說明了一件非常基本的事,也就是太陽系組成的同質性程度。」她說:「但我打賭,兩個樣本會有某些驚人的差異。」


這兩項任務在執行階段也截然不同。獵鷹二號除了觀測龍宮並採集樣本,將嘗試在龍宮上登陸三輛漫遊車,和一艘由歐洲建造的「移動式小行星表面偵查器」(MASCOT),探測小行星表面。日本團隊也打算對龍宮發射一枚兩公斤重的銅彈,希望撞出一個坑口,顯現小行星內部組成。


獵鷹號從一趟具歷史性卻令人扼腕的旅程,帶回了未及一毫克的小行星塵埃。新的任務將可採集到更多的原始太空岩石,讓更多研究人員分析樣本。


獵鷹二號的目標是從龍宮的三個不同地點採樣,淨重約100毫克;OSIRIS-REx則嘗試從貝努表面的單一位置採集重達兩公斤的樣本。兩項任務的研究人員將交換樣本並密切合作,康諾里甚至同時參與OSIRIS-REx和獵鷹二號計畫。


夏波說,這些任務也可能為小行星採礦提供有價值的訊息。夏波是行星資源公司的科學顧問,這家公司位於華盛頓州雷蒙市,是幾家志向遠大的小行星採礦公司之一,希望能從太空岩石中挖取礦物和水,可轉換成火箭燃料,做為未來前往遙遠太陽系任務的動力來源。


獵鷹二號和OSIRIS-REx分別在2020年以及2023年才返回地球,但是成果值得期待。就像阿波羅號登月數十年後,因為技術和儀器的改良,許多實驗室仍然可以重新分析月球樣本,從中獲得新的科學發現。


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