

本年 2 月底,隼鸟 2 号标的目的小行星龙宫开了一枪,然后顺遂采集到了龙宫的样本(前情撮要:电光火石,短兵相接!隼鸟 2 号第一次龙宫采样全记实)。
若是你感觉打一颗 5 克重的枪弹已经够“暴力”的了,那可就太小看隼鸟 2 号了。真正暴力的,还在后面呢。
得“寸”进“尺”
海说神聊京时候 2019 年 4 月 4 日(今天)午时 12:00,隼鸟 2 号起头下降,并将于明天(4 月 5 日)上午 9:56 标的目的小行星龙宫开炮投下撞击器(SCI)。
撞击器(SCI)整体呈圆锥形,底部直径 0.3 米,释放之前外面会套着一个罩子。

隼鸟 2 号投下撞击器并采样的设想图▼https://www.zhihu.com/video/1097242994004135936
来历:JAXA[1]
这枚总重达 14 公斤的撞击器,此中有9.5 公斤都是火药(环四亚甲基四硝胺(HMX)基高聚物粘结火药(PBX)),只有最底端有一块厚约 5 毫米、重 2 公斤的纯铜质薄板——这是最终会撞上龙宫的闯祸者。之所以用纯铜作为撞击体,也同样是处于防止样本被污染的考虑。

那所所以一块直径 0.3 米,厚 5 毫米,重 2 公斤的铜板 pia 上龙宫概况的么?不是的…跟着火药的引爆,铜板会在 0.001 秒里敏捷被加快到 2 公里 / 秒。
在这个加快过程中,铜板会在极短的时候里发生变形,敏捷“缩当作”一颗炮弹。

打算投下“炸弹”的位置▼


固然今朝我们还不知道这颗炮弹会在龙宫闹出多大动静,但仍是可以从 2011 年 10 月隼鸟 2 号项目组在地球上做模拟“开炮”尝试里想象一二。

炮弹在飞出的刹时“缩”到直径 0.135 米大小。

炮弹一一击穿数个 4×4 米大的障碍物。

最终高速撞标的目的 100 米开外、用来模拟小行星龙宫概况的土山上。

又想躲开,又想拍下来…怎么办?
可以想见,此次“火拼”必然会很是惨烈。当铜炮弹撞上龙宫概况的时辰,必然会激起漫天的石块和尘埃——这些都可能撞伤隼鸟 2 号。
隼鸟 2 号的解决方案是——惹不起躲得起。

现实“开炮”的时辰,隼鸟 2 号将下降到距离龙宫概况 500 米高处丢下“炸弹”,撞击器从释放到爆炸会隔上 40 分钟,而隼鸟 2 号就会操纵这段时候赶紧飞得远远的。
嗯,等尘埃落定之后再飞回来采样…
BUT,固然是保命要紧,但这种千载一时的火拼大戏怎么能不拍下来呢???必需不甘愿宁可的呀!
怎么办?
隼鸟 2 号专门携带了一个用于拍摄这场火拼大戏的相机——分手相机 DCAM3。
在飞走遁藏的过程中,隼鸟 2 号会掐准时候丢下这个分手相机,然后让这个相机来拍摄撞击爆炸全过程,本身则躲得远远的。

其实,无论是撞出新颖物质,仍是边撞边拍大片儿,这都不是隼鸟 2 号的初创。早在 2005 年,NASA 的彗星探测器深度撞击号(Deep Impact)就曾经当作功释放撞击器撞击了坦普尔彗星 1 号的彗核,并同时经由过程飞掠器对撞击过程进行了跟踪拍摄。不外,撞击 + 跟踪拍摄 + 后续实地着陆采样,这将会是隼鸟 2 号的独家初创。

至于隼鸟 2 号这个分手相机为啥叫DCAM3(Deployable Camera 3)嘛…是因为隼鸟 2 号或者之前的隼鸟号带过 DCAM1 和 DCAM2 吗?并不是,其实是 JAXA 在 2010 年和金星使命 Akatsuki 号一同发射的太阳帆使命——IKAROS 上搭载过同条目的 DCAM1 和 DCAM2,固然换了个探测器,但相机的传承仍是要接上…

分手相机 DCAM3 的功能很简单,由三部门构成:分手装配、摄影装配和数据传输装配…分工协作可以说是放置得明大白白的…
分手相机 DCAM3 一共有两个镜头:
DCAM3-A 相机用于拍摄低分辩率照片,配套的 A 天线会及时把照片无线传回给隼鸟 2 号;
DCAM3-D 相机用于拍摄高辨率数码照片,配套的 D 天线只能非及时把照片无线传回给隼鸟 2 号。

更绝的是给 DCAM3 相机的分手装配还配了一个监督相机 MCAM…为的是…拍摄分手相机和隼鸟 2 号分手和分手之后的环境…
emmmm…一个为了拍撞击器分手之后的环境而设计的相机,上面又带了一个专门拍摄这个相机分手之后环境的相机…有一种被强迫症支配的惊骇…

分手相机 DCAM3 自带电池,可以最多包管3 个小时的摄影和数据传输,最远可以标的目的 10 公里外的隼鸟 2 号无线传输讯号。
除了采样,开炮还能干点啥?
在爆炸的硝烟平息之后,隼鸟 2 号会飞回“火拼现场”观察。若是这里可以许可隼鸟 2 号平安着陆的话,才会有第二次着陆采样。
那么,若是不克不及采样了,这么折腾一把会不会很华侈?
也不会。
因为爆炸自己就有足够的科学意义了。
好比,龙宫这种质地松散、重力又小的小行星被撞了之后会怎么样?溅射物会怎么飞?炸完之后的龙宫概况会多大水平地地震山摇?概况的石块会怎么移动?
好比,龙宫地下的物质是什么样的?即使不克不及采样,也可以摄影看看形态和光谱特征啊。
好比,若是撞上了石块,石块会如何碎裂?
好比,会撞出多大的撞击坑?分歧颗粒大小、分歧孔隙率的概况上,形当作的撞击坑也会大小和形态迥异。按照隼鸟 2 号这个撞击器的大小和速度来猜测,在龙宫概况形当作的撞击坑小到十几厘米,大到 10 米都是有可能的,所以按照撞出的撞击坑的大小和形态,我们可以反推龙宫概况物质的性质。
分歧质地的概况上会形当作分歧大小和形态的撞击坑▼

也会发生分歧形态的溅射物▼

总之,这毫不仅仅是一次为了采样而开展的“暴行”,也同样是一次撞击体各类参数充实可控、深奥无极、难能可贵的撞击试验,此次尝试自己就会告诉我们很多关于龙宫、关于龙宫这类乱石堆型小行星的奥秘了。

亲爱的乙姬公本家儿,我将再次前来,抢拿走龙宫的“宝箱”。——怪盗基德隼鸟 2 号

4 月 5 日隼鸟 2 号开炮释放撞击器的日程放置(海说神聊京时候)▼

若是炸完之后的概况还算平安的话,隼鸟 2 号将在5 月今后进行人工撞击坑四周的第二次采样。
拓展阅读
不死鸟传奇——“隼鸟”家族的小行星之旅(上)不死鸟传奇——“隼鸟”家族的小行星之旅(下)JAXA 隼鸟 2 号科学仪器全解读 | 视频JAXA 隼鸟 2 号 | 2018 年 7 月进展进击的隼鸟 2 号 | 投下着陆器和巡视器隼鸟 2 号:第三次采样演习顺遂完当作,第一次着陆采样要延期了JAXA 隼鸟 2 号将于 2 月开展第一次着陆采样为了看懂这个探测器,我进修了一晚上鸟类分类… | 巡视器的定名童话之乡——小行星“龙宫”上的名字《科学》杂志:隼鸟 2 号的“龙宫”探险发现了些什么?电光火石,短兵相接!隼鸟 2 号第一次龙宫采样全记实
参考
[1] JAXA | 「はやぶさ2」タッチダウン想像図 CG/"Hayabusa2" CG Animation
https://www.youtube.com/watch?v=OR-vN1xyfF0
[2]http://www.hayabusa2.jaxa.jp/enjoy/material/press/Hayabusa2_Press20190402_ver5.pdf
[3]http://www.hayabusa2.jaxa.jp/enjoy/material/press/Hayabusa2_Press20190318_ver8.pdf
[4]http://global.jaxa.jp/projects/sat/hayabusa2/pdf/sat33_fs_23_en.pdf
[5] Saiki, T., Imamura, H., Arakawa, M., Wada, K., Takagi, Y., Hayakawa, M., ... & Okamoto, C. (2017). The small carry-on impactor (SCI) and the Hayabusa2 impact experiment. Space Science Reviews, 208(1-4), 165-186.
[6] 「はやぶさ2」衝突装配 爆点の様子 /Hayabusa2 situation of a collision test
https://www.youtube.com/watch?v=lWnl_G3_N1Y
[7] 「はやぶさ2」衝突装配 飛翔体の様子 /Hayabusa2 situation of a collision test
https://www.youtube.com/watch?v=YbH05lK-DOg
[8] 「はやぶさ2」衝突装配 着弾の様子 /Hayabusa2 situation of a collision test
https://www.youtube.com/watch?v=gmh2lGjXm7w
[9] Arakawa, M., Wada, K., Saiki, T., Kadono, T., Takagi, Y., Shirai, K., ... & Hirata, N. (2017). Scientific objectives of Small Carry-on Impactor (SCI) and Deployable Camera 3 Digital (DCAM3-D): observation of an ejecta curtain and a crater formed on the surface of Ryugu by an artificial high-velocity impact. Space science reviews, 208(1-4), 187-212.