这次没有登陆小行星,也没有带回岩石,而只是“瞬间从它身边经过”的行动,为何全日本的太空迷都屏住了呼吸呢? 2026 年 7 月 5 日晚,隼鸟 2 号以比步枪子弹快得多的速度冲过直径仅为 450 米的岩石。没有着陆的镜头,没有华而不实的制作。然而,就在那几秒钟里,保护地球免受小行星威胁所需的技术和持续飞行11年不减的航天器的决心已悄然凝结。在这篇文章中,我们将一步步揭开这个“简单却非凡的事情”的内容。
2026 年 7 月 5 日,JAXA 的小行星探测器隼鸟 2 号对小行星鸟船 (2001 CC21) 进行了飞越探索,作为其扩展任务的一部分。日本时间18时30分左右,隼鸟2号以每秒约5公里的相对速度从距离鸟船中心约1公里(新闻发布会上约800米)处经过。
18时35分,经过一段通讯延迟,任务控制室确认飞船一切正常。 Trifune是2001年发现的一颗近地小行星,估计具有细长形状,平均直径约450至500 m,自转周期约5小时,形状细长。最初被认为是L型,但随后的观察表明它是S型,与丝川相同。此次飞越旨在展示高精度轨道制导技术,也旨在为行星防御做出贡献。
隼鸟二号于 2014 年 12 月发射,并于 2020 年 12 月将龙宫样本运送到地球。在 2027 年 12 月和 2028 年 6 月绕地球飞行后,该航天器的目标是在 2031 年 7 月与小行星 1998 KY26 会合。
【编辑部评论】
成功穿越太空——这条信息于2026年7月5日晚到达JAXA相模原园区的控制室,标志着日本的太空探索进入了一个新阶段。这次飞越引起我注意的是,这并不是一个轰轰烈烈的“样本采集”故事;而是一个故事。一个简单但决定性的“控制技术”故事这就是原因。
首先我要指出的是,为什么这次手术如此困难。隼鸟二号最初是一艘为“交会”而设计的航天器,类似于龙宫,需要近距离观察天体。它不携带专门用于飞越的高倍率跟踪型观察设备。换句话说,获得好的数据的唯一方法就是靠近。然而,它的伙伴Tryphune是一个小而暗的天体,平均直径只有450到500米,而且它的形状只有在接近前几天才可见。条件很恶劣,因为它们以大约 5 公里/秒的速度相互擦肩而过(根据 JAXA 官方公告约为 5 公里/秒,根据任务文件为 5.25 公里/秒)。
这就是“自主光学导航”发挥作用的地方。地球和隼鸟二号之间的通信往返大约需要 10 分钟(单程大约 5 分钟),因此即使您告诉卫星立即从地面转向,它也不会及时完成。因此,在最接近的过程中,航天器切换到一个系统,使用机载计算机分析其相机捕获的Tryphune光点,并确定自己的轨道。从地面管制员主导的操作转向机器在最终进场时自行决策的操作是该项目的技术核心。
关于接近距离,处理数字时需要小心。 JAXA正式宣布,最终目标是“距小行星中心约1公里”。有些地方所说的“约800m”是在新闻发布会和新闻报道中提到的一个数值,作为对极近距离的更深入指导,而在海外学术资料中则表述为“距中心1至10公里”。无论如何,放牧精度的要求没有变化。直接位于直径约 450 m 的天体旁边。
那么,这会导致什么呢?答案是“行星防御”。尽可能精确地接近小天体而不与其相撞的技术,与精确击中目标小天体的技术有着千丝万缕的联系。事实上,NASA 2022 年的 DART 项目通过将航天器与 Dimorphos 相撞,成功地将轨道周期缩短了约 32 分钟。 Hayabusa2开发的“无碰撞制导”将成为未来“改变轨迹”的垫脚石。
这种背景不仅限于日本。 2029年4月13日,直径约375 m的小行星阿波菲斯将以非常近的距离掠过地球,距离地球仅约32,000公里。这大约是到月球距离的10%,是千载难逢的机会。 JAXA将为欧空局的拉美西斯项目提供用于此次观测的热红外相机(TIRI)和轻型太阳能电池阵列桨,还将负责使用H3火箭的发射。这次飞越所展示的制导精度将为日本在此类国际联合勘探中展示其存在感提供坚实的支持。
另一方面,也存在需要冷静看待的风险。自2014年12月隼鸟二号发射以来,已经过去11年多了,它的四个离子发动机中有三个无法正常工作,而它所依赖的那个也出现了恶化的迹象。由于宇宙射线照射,相机传感器也出现了老化的迹象,飞机的状态也并非完美。使用接近极限的设备,我们的目标是在 2027 年 12 月和 2028 年 6 月掠过地球之后,于 2031 年 7 月到达最终目的地,小行星 1998 KY26。这一成功也是这次走钢丝之旅的里程碑。
最后,从稍微不同的角度来看。这次飞越的真正价值尚未确定。成功通过和成功获取观测数据是两件不同的事情。实际最近距离距离和观测数据的成败将在飞越后在地面确认。飞船的摄像机将在鸟船最接近它之前大约一分钟开始显示它,直到飞越之后我们才能看到它的真面目。顺便说一下,在最近距离的通信出现延迟后(船上时间18点30分左右),18点35分在地面确认了飞船的正常状态。虽然没有华丽的着陆场面,但这一刻的技术卓越浓缩了日本航天发展所积累的实力。当你这样想时,你就会开始看到这个安静的消息的分量。
【术语解释】
飞越
这是一种航天器在高速经过天体时对其进行观测的方法,而不是降落在天体上或沿着天体运行。他们擦肩而过的那一刻就变成了战斗。
会合
以相同速度沿着天体行进并仔细观察它们的方法。这包括隼鸟二号的龙宫勘探和计划于 2031 年进行的 1998 年 KY26 勘探。
自主光学导航
航天器利用机载计算机分析其相机捕捉到的天体光点并确定自身轨迹的导航方法。这是克服与地球通信延迟的关键技术。
行星防御(地球防御)
国际社会努力在早期阶段探测和监测接近地球的小行星,如果存在碰撞风险,就采取措施防止损坏。它主要由联合国推动。
地球接近小惑星(NEO)
轨道接近地球轨道的小行星的总称。 Trifune 也属于这一类。
S型/L型小惑星
按成分对小行星进行分类。最初,人们预计鸟船将是L型,其中含有太阳系中最古老的物质,但随后的观测表明它是S型,就像丝川一样。
离子发动机
具有出色燃油效率的电力推进发动机,可电离并喷射推进剂(氙气)。隼鸟二号携带四颗卫星,但其中三颗无法正常运行。
地球摆动经过
一种利用地球引力改变航天器轨道和速度的技术。 Hayabusa2 计划于 2027 年 12 月和 2028 年 6 月举行。
飞镖计划
这是NASA于2022年进行的行星防御示范任务,成功将一艘航天器撞向小行星Dimorphos,并将其轨道周期缩短了约32分钟。
热红外相机(TIRI)
捕捉天体发出的红外辐射以研究表面温度和物质分布的观测设备。 JAXA计划将其提供给欧空局的拉美西斯计划。
[参考链接]
JAXA(宇宙航空研究开発机构)(外部)
这是一个始终如一地处理日本航空航天领域从基础研究到开发利用的所有事务的机构。运营隼鸟2号。
JAXA隼2号项目(外部)
正式发布隼鸟二号运行状态和鸟船观测图像的项目网站。
JAXA宇宙科学研究所(ISAS)(外部)
领导隼鸟二号扩展任务的研究所。它包括对飞越时间表和技术背景的解释。
NASA(美国国家航空航天局)(外部)
实施 DART 计划的美国航天局。在行星防御方面开展国际合作。
ESA(欧洲航天局)(外部)
欧洲航天局领导拉美西斯号前往阿波菲斯的任务。我们正在与日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)在地球防御方面进行合作。
[参考文章]
确定小行星探测器“隼鸟2号”飞越小行星“Trifune”的时间(JAXA)(外部)
官方公告称,最近的接近时间为7月5日18时30分左右,接近距离距中心约1公里,相对速度约每秒5公里。
Japan’s Hayabusa2 Successfully Observes Asteroid Torifune(Nippon.com/时事)(外部)
下午 6:35 7月5日,考察团确认一切正常,并报告称第二天将召开新闻发布会,讨论距离以及观测成败。
隼鸟二号扩展任务飞越近地小行星 (98943) 鸟船的概述(arXiv)(外部)
Hayabusa2 团队的论文。速度为5.25公里/秒,最近距离规定为距天体中心1至10公里。
NASA确认DART任务撞击改变了小行星在太空中的运动(NASA)(外部)
NASA官方公告证实,DART碰撞使Dimorphos的轨道周期缩短了约32分钟。
欧空局和日本宇宙航空研究开发机构联手开展行星防御、拉美西斯小行星阿波菲斯任务(欧空局)(外部)
阿波菲斯将于 2029 年 4 月 13 日经过约 32,000 公里的公告,以及 JAXA 的贡献。
离子发动机:超越极限(JAXA Hayabusa2 项目)(外部)
解释了离子发动机的当前状态,四分之三的发动机无法正常工作,其余 1 台发动机继续谨慎运行。
Hayabusa2# 对小行星的探索 2001 CC21 和 1998 KY26 为行星防御(NTRS)提供了重要见解(外部)
扩展的使命战略文件。 1998 KY26是一个直径约为30m的快速旋转天体,讨论了它对地球防御的意义。
[相关文章]
JAXA为航天器发出“声音” |新一代人工智能和语音合成改变了太空通信的前沿
一本深入研究人工智能语音尝试将飞船拟人化的细节的书,在这次飞越广播中介绍过。
日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)与欧洲航天局(ESA)签署地球防御合作协议搭乘H3火箭参与小行星阿波菲斯探测“RAMSES”
本文提到的阿波菲斯观测的详细版本由 TIRI 提供。大家可以更深入地关注日欧全球防务合作。
隼鸟2号对小行星1998 KY26发起前所未有的挑战,这颗小行星几乎与飞船大小相同
解释鸟船之后的最终目的地,1998 KY26。隼鸟2号长途跋涉的全貌是相连的。
[编者后记]
说实话,一开始我对这个消息不以为然,心想“这只是一闪而过的事情吧?”没有着陆,没有采集样本,只是几秒钟的流逝时间。这是一个相当无聊的新闻。然而,随着我越来越多的研究,我开始意识到这种“平淡”背后的原因是什么。
Hayabusa2 不再是闪亮的新东西。在2011年的太空航行中,四台发动机中的三台出现故障,剩下的一台也存在问题。相机传感器上也有更多划痕。飞机满身伤痕,仅以每秒 5 公里的速度,在直径 450 m 的岩石旁边飞行了 1 公里,正如它所瞄准的那样。而且,虽然地球的指示还没有到来,但我必须亲眼所见并做出自己的决定。老实说,我被这种勇敢和精确所感动。
我思考了一段时间的另一件事是,这种技术是一种“屏蔽保护地球”的做法。精确制导避免碰撞也是一种“到时候准确击中物体”的技术。2029年,直径375米的阿波菲斯距离将是月球的十分之一。我们现在正在做好准备,以便人类在这种情况发生时不会因为一时的误解而惊慌失措。来自遥远宇宙的故事突然开始似乎与我们自己的脚有关。
鸟船真实面貌的影像将逐渐传到地球。和大家一样,我也是那些等待未曾见过的风景的人之一。即使事情并不完美,隼鸟2号仍在不断改进并向前迈出一步。隼鸟2号的飞行方式让我感到鼓舞。如果我们能继续一起见证这段漫长旅程的延续,我会很高兴。
