罗切斯特大学 信用:CC0公共领域 美国国家航空航天局最近对小行星的任务已经收集了关于我们太阳系早期演化、行星形成以及地球上生命起源的重要数据
这些任务也为偏转可能撞击地球的小行星提供了重要信息
像奥西里斯-雷克斯小行星贝努鸟任务和海星二号到琉球任务这样的任务，通常是由机器人探险者执行的，他们向地球发回图像，显示复杂的小行星表面，上面有裂开的、栖息的巨石和瓦砾场
为了更好地理解小行星物质的行为并设计成功的机器人探险者，研究人员必须首先准确理解这些探险者在着陆期间是如何撞击小行星表面的
在《伊卡洛斯》杂志上发表的一篇论文中，罗切斯特大学物理和天文学系的研究人员，包括物理学和天文学教授爱丽丝·奎尔伦(Alice Quillen)和奎尔伦实验室的研究生伊斯特班·赖特(Esteban Wright)，进行了实验室实验，以确定在低重力环境下，当探险者和其他物体接触复杂的颗粒表面时会发生什么
他们的研究为提高小行星数据收集的准确性提供了重要信息
“控制机器人探险家对任务的成功至关重要，”赖特说
“我们希望避免着陆器卡在自己的着陆点，或者可能从表面反弹，并朝着非预期的方向前进
对探险家来说，跨越表面进行长途旅行也是可取的
" 研究人员在实验室里用沙子来代表小行星的表面
他们用弹珠来测量物体如何以不同的角度撞击沙质表面，并用高速视频拍摄弹珠，以跟踪弹珠在撞击沙质表面期间的轨迹和旋转
奎尔伦说:“像沙子这样的颗粒物质通常在撞击时很容易吸收。”
“类似于炮弹从水中反弹回来，被推的沙子可以像扫雪机前的雪一样，举起抛射体，使其从表面上跳下
" 研究人员构建了一个包括弗劳德数的数学模型，弗劳德数是一个无量纲的比率，取决于重力、速度和大小
通过用弗劳德数缩放模型，研究人员能够将他们用弹珠进行实验所获得的知识应用到低重力环境中，比如在小行星表面发现的那些环境
莱特说:“我们发现，在接近逃逸速度的速度下——物体脱离引力的速度——许多(如果不是大多数的话)岩石和漂浮物可能会在小行星上反弹。”
这些结果解释了为什么小行星表面散落着巨石和岩石，它们也影响了机器人任务成功着陆小行星表面所需的角度
奎尔伦说:“在小行星表面着陆的机器人任务需要控制着陆的时刻，这样它们就不会反弹。”
“机器人可以通过使撞击角度接近垂直、将撞击速度降低到非常小的值，或者使撞击速度大到足以形成机器人探索者无法弹开的深坑来实现这一点
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