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6.30国际小行星日——夜空中闪耀的星
发布时间:2020-06-30   文章来源 : 国家航天局探月与航天工程中心   字号:
 

  2020年6月30日是第四个国际小行星日。国际小行星日是联合国以“每年在国际层面纪念1908年6月30日发生在俄罗斯西伯利亚通古斯地区的大撞击事件,并提高公众对小行星撞击风险的认识”为主旨,确定每年的6月30日为宣传小行星纪念日。


  小行星,是指太阳系内类似行星环绕太阳运动,但体积和质量远小于行星的天体,绝大多数的小行星集中在火星与木星轨道之间的小行星带。



  天文学家最初以为,小行星是由一颗在火星和木星之间的行星破裂形成,但经测算发现,小行星带内所有小行星的质量总和比月球的质量还要小。天文学家目前普遍认为小行星是太阳系形成过程中没有形成行星的残留物质。


  小行星的特点有:


  1.形状不规则。


  2.表面特征复杂。


  3.体积小、质量小。


  4.引力弱(10-4m/s2 ~ 10-1m/s2 )。


  5.公转轨道演化规律复杂。


  6.自旋状态复杂。



  认知历程


  第一次发现:在十九世纪的第一天,即1801年1月1日晚上,意大利天文学家朱塞普·皮亚齐第一次发现小行星,后被命名为“小行星1号谷神”星。


  第一次近距拍摄——伽利略号:1991年,前往木星的太空船伽利略号在飞掠过“951 盖斯普拉(Gaspra)”小行星时,拍下第一张真正的小行星特写图片。


  第一次着陆探测——会合-舒梅克号:第一个专门探测小行星的太空计划是会合-舒梅克号,在前往“433 爱神(Eros)”小行星的途中,于1997年拍摄“253 玛秀德(Mathilde)”小行星近距照片,完成轨道环绕探测后,2001年成功降落在“433 爱神(Eros)”小行星上,成为第一艘着陆小行星的人类探测器。


  第一次采样返回——隼鸟号:2005年11月,隼鸟号依靠自主控制系统飞越“25143糸川(Itokawa)”小行星,并瞬时完成收集样品任务。2010年6月13日返回舱成功返回地球。


  国际小行星探测已有30多年历程,各航天大国先后完成了各自独特的标志性任务,以飞越、绕飞、着陆、采样返回等不同形式对小行星进行探测。


  2020年小行星探测任务


  2020年的小行星探测仍是国际空间探索的热点。


  美国宇航局奥西里斯Rex探测器,于2018年在贝努小行星上发现了水存在的痕迹。计划于2020年7月份从小行星“101955贝努(Bennu)”上实施样品采集,预计2021年3月携带样品离开,2023年9月返回舱到达地球。


  日本“隼鸟2号”已经完成数次样品采集,离开小行星“1999JU3龙宫(Ryugu)”,“收获满满”地踏上返回地球的征途,预计在2020年下半年到达地球。



  后续,美国计划于2021年和2022年分别实施两次小行星探测任务,实现飞越探测6颗特洛伊小行星,以及对主带“16灵神(Psyche)”小行星开展绕飞探测;欧空局计划与美国航天局合作,于2022年实现撞击近地双体小行星,2029年实现D类小行星取样返回;印度小行星探测任务也在论证规划中。


  小行星探测的科学目标


  1.测定小行星轨道参数、自转参数、形状大小和热辐射等物理参数。


  2.探测主带彗星形貌、表面物质组份、内部结构、临近空间环境,以及可能存在的水和有机物等,获取太阳系早期演化数据。


  3.探测近地小行星形貌、表面物质组份、内部结构,获取样品背景信息。


  4.对返回样品开展实验室分析研究,测定小行星样品的物理性质、化学与矿物成分、同位素组成和内部构造。



  小行星探测的意义


  1.探究太阳系起源及演化:小行星保存着太阳系形成、演化的原始信息,是研究太阳系起源的“活化石”,对揭示太阳系起源和演化历史、寻找生命起源具有重要意义。


  2.研究小行星轨道演变:在历史上,小行星撞击曾经导致地球环境灾变和生物灭绝,直接威胁人类的生存和发展。研究成果可以预测小行星轨道,评估其撞击地球的潜在威胁。通古斯大爆炸威力相当于10-15百万吨TNT炸药,超过2150平方公里内的6千万棵树焚毁倒下。小行星碰撞说认为,大约在6500万年前,一颗直径约10公里的小行星与地球相撞,引起地球气候剧烈变化,造成恐龙灭绝。



  3.资源利用:小行星被认为存在水资源,铜、镍、铁、硅酸盐等矿物,以及钴、铑、钯、锇、铱、铂等稀有金属,开发前景尚在论证中。


  小行星探测的科学阶段


  小行星探测活动基本遵循对自然现象认知的过程(认识、了解、应用),分为3个阶段:


  1.初级阶段:对小行星外形及部分物理特性的观测,探测活动以“飞越探测”为主。


  2.中级阶段:对小行星物理特性等进行深入了解与分析,探测活动以“绕飞→附着→采样”的技术路线实施。


  3.高级阶段:对小行星运动进行控制或对其物质进行开发利用,探测活动以“偏转→操控→利用”的技术路线实施。



  国内研究与发展现状


  早在上世纪90年代初,我国就启动了对小行星探测的相关基础研究。我国科学家利用地面天文观测和国际上的小行星探测数据,对小行星探测开展了系统性研究和一些先期技术攻关。2012年,我国“嫦娥二号”探测器成功实现了对4179号“图塔蒂斯”小行星飞越成像试验,圆满实现了多目标多任务的预定目标。研究成果与工程实践为我国深入开展小行星探测奠定了基础。



  2019年4月,国家航天局发布我国小行星探测国际合作公告,中国愿在平等互利、和平利用、包容发展的基础上,同国际社会一道,携手推进世界航天事业发展,推动构建人类命运共同体,促进人类文明和社会进步。


  小行星命名


  小行星命名是指对发现的宇宙空间中未命名的小行星进行命名的权利,是一项国际性、永久性崇高荣誉。命名规则严格,可以是在某领域有突出贡献的历史人物或当代个人、团体,也可以是事件、地名等,最终由国际天文联合会小天体命名委员会核准发布。


  截至2018年,在太阳系内共发现约127万颗小行星,据估计,小行星的数目应该有数百万,仅一少部分获得了命名。目前,浩瀚星空中已有100余颗以中国杰出人物、中国地名或中国知名机构命名的小行星。以中国古代科学家命名的小行星包括张衡、祖冲之、郭守敬、沈括等。



  “中国航天之父”钱学森、探月工程嫦娥一号任务“三驾马车”栾恩杰、孙家栋、欧阳自远以及“人民科学家”叶培健等诸多航天领域科学家都曾获得过这一崇高荣誉,可谓“群星”闪耀。


  仰望星空,夜空中闪耀的每一颗星,都承载着一段故事,代表着中华民族永恒的智慧勇气和自强不息的奋斗精神。尤其中国科学家“群星”在璀璨星河中闪耀的光芒,引导着我们在新时代“探索浩瀚宇宙,建设航天强国”的伟大征程中披荆斩棘,继续前进。

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