作者丹尼尔·斯托尔特，亚利桑那大学 奥西里斯-雷克斯宇宙飞船的采样头工作起来就像一个反向真空吸尘器，旨在收集小行星贝努鸟表面的松散物质
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信用:
美国国家航空航天局/戈达德太空飞行中心 当美国国家航空航天局的欧西里斯-雷克斯宇宙飞船于10月10日下降到贝努鸟表面时
20，这将是第一次美国
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由美国宇航局领导的任务试图从一颗小行星上采集原始材料样本
贝努鸟很可能是太阳系形成时遗留下来的外星物质
亚利桑那大学领导的对距离地球数百万英里的小行星进行采样的任务绝不是在海滩上散步
事实上，贝努鸟“远不是我们所希望和期待的沙滩，”美国国家航空航天局科学任务局副局长托马斯·祖布辰在9月10日的一次会议上说
24媒体活动
一旦飞船靠近，并开始发回贝努鸟表面的第一张详细图像，它就让任务小组和公众都大吃一惊，因为它展示了一个布满房屋大小巨石的岩石表面
自12月11日抵达以来
2018年3月3日，OSRIS-REx飞船在小行星周围飞行，同时扫描、拍摄、测量和研究下面黑暗的岩石瓦砾堆——一开始是从远处，然后是近处
利用其激光高度计仪器，结合航天器的PolyCam仪器拍摄的图像数据，该任务产生了前所未有的细节地图，优于航天器访问的任何行星体的地图
该任务的主要采样点位于一个名为南丁格尔的陨石坑内，是根据这些地图选择的
“我们选择南丁格尔是因为，到目前为止，它拥有所有四个候选样本站点中最精细的材料，”该任务的首席研究员、UArizona月球和行星实验室教授丹特·劳埃塔在新闻发布会上说
“我们在2020年初对这个地点进行了低空侦察，最终以大约每像素八分之一英寸的速度成像
我们基本上有覆盖整个陨石坑的难以置信的详细图像，我们数了所有这些岩石
" 11点前不久
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亚利桑那州时间10月10日
20，宇宙飞船上的推进器将点火，轻轻推动欧西里斯-雷克斯脱离其环绕贝努鸟的轨道，并将其向下导向崎岖的表面
那场大火将引发一系列由任务小组精心策划的事件
美国宇航局的第一个小行星样本返回任务，欧西里斯-雷克斯，将于10月10日大胆尝试“标记”小行星贝努鸟
20–触摸它的表面并收集样本返回地球
该任务的目标着陆地点南丁格尔采样点只有几个停车位，周围都是建筑物大小的巨石，对OSIRIS-REx构成了威胁
宇宙飞船将小心翼翼地向下航行到采样点，伸出采样臂并接触贝努鸟的表面几秒钟
一旦接触，收集器头将点燃一瓶氮气以搅动松散的物质，然后这些物质被捕获在航天器的收集器头中
短暂接触后，欧西里斯-雷克斯将启动推进器，远离贝努鸟，航行到离小行星安全的距离
该飞船将于2021年离开贝努鸟，并于9月10日将样本送至地球
24, 2023
信用:美国宇航局戈达德太空飞行中心 如果一切按计划进行会发生什么？如果没有呢？ 一旦飞船开始向目标降落，它将依赖于任务小组所称的“危险地图”——样本场地内由于存在大块岩石或不平坦地形而可能对飞船造成危险的区域的详细表示
就在接触表面之前，宇宙飞船将把它的一个相机的图像与存储在宇宙飞船存储器中的危险地图进行比较
如果下降路径会导致航天器在潜在的不安全地点着陆，系统会自动触发航天器后退，根据模拟，这种情况的概率小于6%
如果一切顺利，宇宙飞船将延伸它的接触式样本采集机制，或TAGSAM，它悬挂在一个11英尺长的臂的顶端
这让人想起一辆老式汽车上使用的空气过滤器，它被设计用来收集细小颗粒的物质，但是能够吸收大约四分之三英寸的物质
样本将在一个“触摸并移动”的操作过程中收集，在此过程中，采样头将与贝努鸟表面接触大约10秒钟
当航天器探测到接触时，它将点燃三个氮气瓶中的一个，就像一个反向真空吸尘器一样，在航天器后退之前，搅动采样器头部内的表面物质——称为浮土
作为备份，采样头具有一系列小圆盘，用于收集粘性垫等灰尘，以防气动采样过程出现问题
该小组将检查宇宙飞船的采样相机拍摄的采样头与地面接触时的镜头
萨姆坎是在UArizona建造的宇宙飞船上的三个摄像头之一
OSIRIS-REx号宇宙飞船将依靠这张地图来避免危险，并在一个合适的取样材料丰富的地区着陆
绿色区域对于着陆是安全的，而接近红色区域会导致飞船后退
最有希望采集样本的区域被标记为紫色
学分:美国宇航局/戈达德/亚利桑那大学 “我们将能够判断我们是否倾斜，气体是否向侧面吹出，物质是否被充分搅动，”劳埃塔说
“我们还将非常清楚地知道我们在南丁格尔进行接触的确切位置，我们可以将该位置与我们的可取样地图进行比较，以评估我们是否降落在了一个有丰富可取样材料的区域或一个更岩石的位置
" 在宇宙飞船离开南丁格尔陨石坑并与小行星保持一段安全距离后，三星电子还将能够拍摄采样头的图像
因为采样头安装在腕关节上，所以研究小组能够在相对于太阳和采样相机的不同方位对其进行检查
劳埃塔解释说，该小组还将在塔格萨姆的任何其他区域、手臂或气瓶上的毯子上看到任何灰尘或物质
“这将告诉我们，当我们接触时，我们是否移动了足够多的物质，也许，只是也许，我们将能够看到塔格萨姆内部的一些粒子，如果粒子在头部内的正确位置，如果我们得到正确的照明条件
" 标记后，团队将花一周时间评估收集了多少样本
它将使用几种方法来估计样本量，首先对样本采集头进行成像，以便进行目视检查
该小组还将对航天器和仪器进行检查，以验证它们没有导致任何退化
太空中的旋转 接下来，飞船准备进行一次机动，目的是让地面上的科学家估计收集了多少样本
当取样臂伸出时，它将围绕垂直于TAGSAM的轴缓慢旋转，通过与先前在取样头为空的情况下进行的测量进行比较，来测量收集到的样品的质量变化
欧西里斯-雷克斯是美国领导的第一次尝试从小行星上采集原始物质样本的任务
信用:美国宇航局/戈达德太空飞行中心 由于技术的不确定性，测量结果需要超过所需的样品质量，以确保有足够的样品
“我们将寻找90%的机会，我们有60克或更多，”劳埃塔说
“任何低于这个标准的东西，我们都将与美国国家航空航天局进行对话，以评估宇宙飞船的状态，它进行第二次跟踪的能力，并决定我们是想带着我们所拥有的东西返回还是进行第二次跟踪尝试
" 飞船可以进行多次采样尝试，因为它配备了三瓶氮气
例如，如果它在一个安全的地方着陆，但没有拿出一个好的样本，该小组已经制定了应急措施，以确保任务仍然符合其主要的科学目标:收集至少60克(略低于2盎司)的表面材料，并将其返回地球
马里兰州美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的副项目经理迈克·莫罗说:“如果决定了，我们需要再次进入太空，我们必须让宇宙飞船返回轨道，并进行一系列燃烧，以调整它在轨道上的位置，为下一次尝试做准备。”
劳埃塔说，虽然南丁格尔被认为是获取整个贝努鸟样本的最佳地点，但它仍然面临许多挑战
“到目前为止，我们最有可能的结果是在10月10日
我们将接触表面，并带走超过我们要求的大量样品
但是贝努鸟已经扔给我们很多曲线球了，这就是为什么如果有必要的话，我们完全准备好在鱼鹰(备用地点)进行标记。”
一旦决定装载样本，研究小组将继续将头部放入样本返回舱并密封，以便在2023年返回地球
当那一天到来时，它很可能会带回甚至超过60克的最小量，因为塔格萨姆被设计成捕获至少150克，在最佳条件下可达4磅——足以让地球上几代研究人员在实验室里忙碌
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