巖石衛(wèi)星表面覆蓋金箔的宇宙飛船(圖片鳴謝:uux.cn/JAXA)
（神秘的地球uux.cn）據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)（倫納德·大衛(wèi)）：火星本身是一個(gè)令人困惑的世界，尤其是新宇星當(dāng)它是古代還是現(xiàn)代生命的家園時(shí)。但是宙飛暫時(shí)把它放在一邊。即使沒有可能的船旨生命存在，這顆紅色星球也足夠神秘，探索因?yàn)樗粠讉€(gè)怪人環(huán)繞著。火星
沒有人確切知道火星的秘衛(wèi)兩個(gè)衛(wèi)星，火衛(wèi)一和戴莫斯，日本是新宇星如何到達(dá)它們現(xiàn)在的位置或者它們是由什么組成的。
但是宙飛現(xiàn)在，一項(xiàng)大膽、船旨冒險(xiǎn)的探索事業(yè)正在準(zhǔn)備發(fā)射，它可以幫助我們更好地了解火星的火星衛(wèi)星。日本計(jì)劃中的秘衛(wèi)火星月球探測(cè)(MMX)宇宙飛船任務(wù)包括對(duì)火衛(wèi)一進(jìn)行鉆探和取樣，然后用火箭將這些令人垂涎的日本收藏品送回地球。
現(xiàn)場(chǎng)偵查工作
為什么這么大驚小怪？火星的這兩個(gè)衛(wèi)星非常古怪。兩顆衛(wèi)星都在近乎圓形的赤道軌道上；火衛(wèi)一緩慢螺旋進(jìn)入火星，而戴莫斯逐漸螺旋遠(yuǎn)離。
根據(jù)理論，它們可能是火星形成后捕獲的小行星。或者，它們可能是一次與火星的巨大碰撞的殘留物，然后合并在一起。
日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)的MMX通過現(xiàn)場(chǎng)偵查工作來幫助解決這一難題。該任務(wù)涉及與歐洲和美國(guó)的大量合作，包括開發(fā)機(jī)載科學(xué)儀器和硬件。
如果一切按計(jì)劃進(jìn)行，MMX將于明年到達(dá)目的地。發(fā)射大約一年后，MMX飛船將抵達(dá)火星，開始它的長(zhǎng)途飛行任務(wù)。一旦任務(wù)完成，探測(cè)器將返回地球近一年，在2029年將收集的樣本送回家。它的樣品返回艙將在澳大利亞偏遠(yuǎn)內(nèi)陸的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)完全停止。

JAXA的火星月球探測(cè)(MMX)軌道計(jì)劃。(圖片鳴謝:uux.cn/JAXA)
抓放
近十幾個(gè)科學(xué)儀器將搭載在MMX飛船上，其中七個(gè)專門用于遙感和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)火星衛(wèi)星。兩個(gè)是用于從火衛(wèi)一收集材料的取樣裝置，兩個(gè)儀器用于測(cè)試和開發(fā)探索技術(shù)。
MMX宇宙飛船配備了兩種不同的機(jī)制來從火衛(wèi)一上收集物質(zhì):C(巖心)取樣器和P(氣動(dòng))取樣器。來自月球表面的火衛(wèi)一物品將被儲(chǔ)存在一個(gè)樣品返回艙中。
巖心取樣器使用機(jī)械臂從火星衛(wèi)星上收集地下物質(zhì)，將這些物質(zhì)儲(chǔ)存在一個(gè)管子中，然后放入樣品返回艙中。
氣動(dòng)取樣器利用壓縮氣體將火衛(wèi)一表面的物質(zhì)頂起，轉(zhuǎn)移到樣品容器中。
硬的還是蓬松的？
MMX任務(wù)的另一個(gè)組成部分是由法國(guó)國(guó)家空間研究中心(CNES)和德國(guó)航空航天中心(德國(guó)航天中心)聯(lián)合開發(fā)的德法火星車。
從火衛(wèi)一上方大約130英尺到近330英尺(40到100米)的高度下降，這個(gè)機(jī)器人將自動(dòng)直立，并在大約三個(gè)月內(nèi)完成任務(wù)。在此期間，漫游者將接近感興趣的科學(xué)目標(biāo)，幫助辨別母航天器將收集哪些火衛(wèi)一樣本，以便在返回艙中拖回地球。
但是直接與火衛(wèi)一打交道并不容易。
火衛(wèi)一是兩顆布滿隕石坑的火星衛(wèi)星中較近的一顆，是兩顆衛(wèi)星中最大的一顆，直徑為17 x 14 x 11英里(27 x 22 x 18公里)。它一天繞紅色星球三圈。火衛(wèi)一處于微重力環(huán)境，只有地球重力的1/2000。
MMX號(hào)宇宙飛船在那里會(huì)發(fā)現(xiàn)什么還不確定。月球表面的物質(zhì)會(huì)硬到足以著陸，還是會(huì)柔軟蓬松？

在這張蒙太奇照片中，顯示了火星及其兩個(gè)衛(wèi)星，戴莫斯(上圖)和火衛(wèi)一。那些衛(wèi)星的起源仍然是個(gè)謎。(圖片鳴謝:uux.cn/DLR (CC BY-NC-ND 3.0))
表面變化
特里克·戴利是約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室(APL)的行星科學(xué)家，也是MMX科學(xué)工作小組的成員。今年早些時(shí)候，他被選為美國(guó)國(guó)家航空航天局資助的參與科學(xué)家，他將通過比較MMX照片數(shù)據(jù)和過去這兩個(gè)衛(wèi)星的圖像，尋找火衛(wèi)一和戴莫斯的表面變化。
“MMX任務(wù)是雄心勃勃的，”戴利告訴Space.com，“沒有人從火星的衛(wèi)星上帶回過樣本，”指出MMX任務(wù)是建立在JAXA成功的隼鳥和隼鳥2號(hào)任務(wù)的基礎(chǔ)上的，隼鳥和隼鳥2號(hào)任務(wù)從兩顆近地小行星絲川(2010年6月)和龍谷(2020年12月)帶回了樣本。
“一個(gè)大問題是，火衛(wèi)一和戴莫斯是被捕獲的小行星，還是一次巨大的火星撞擊的余波，”戴利說。“能夠回答這個(gè)問題將有助于我們更好地了解太陽(yáng)系的起源和演化，從火衛(wèi)一帶回樣本將有助于解開這個(gè)謎。”
火衛(wèi)一101
APL的David Lawrence是MMX任務(wù)的伽馬射線和中子(MEGANE)伽馬射線和中子光譜儀的科學(xué)負(fù)責(zé)人。它將利用伽馬射線和中子測(cè)量火星的衛(wèi)星火衛(wèi)一的元素組成。
“現(xiàn)在，我們對(duì)火衛(wèi)一的元素組成知之甚少，甚至一無(wú)所知，”勞倫斯告訴Space.com，“然而這些信息是理解火衛(wèi)一如何形成的關(guān)鍵。"
在《火衛(wèi)一101時(shí)尚》中，勞倫斯說，有一種“信封背面”的方式來評(píng)價(jià)構(gòu)圖如何幫助在兩種理論之間做出決定。
“如果火衛(wèi)一是通過一次巨大的撞擊形成的，它可能會(huì)變得非常溫暖，并烘烤掉容易揮發(fā)的元素。相比之下，如果火衛(wèi)一是一個(gè)被捕獲的物體，可能來自更不穩(wěn)定的豐富的外太陽(yáng)系，那么人們預(yù)計(jì)這些元素會(huì)有更高的豐度，”勞倫斯說。

在火衛(wèi)一上行駛的德法MMX火星車。(圖片鳴謝:uux.cn/JAXA)
跑腿活
另一個(gè)NASA資助的MMX硬件是蜜蜂機(jī)器人公司設(shè)計(jì)的P取樣器。
該設(shè)備安裝在MMX著陸器的腿上，設(shè)計(jì)用于在飛船著陸火衛(wèi)一后5秒鐘和起飛前3秒鐘進(jìn)行采樣操作。
“在火衛(wèi)一上采樣的兩個(gè)最大挑戰(zhàn)是非常低的重力和采樣系統(tǒng)規(guī)模下火衛(wèi)一風(fēng)化層的未知屬性，”該公司勘探系統(tǒng)副總裁兼高級(jí)研究科學(xué)家克里斯·扎克尼說。“氣動(dòng)取樣器的設(shè)計(jì)是為了解決這兩個(gè)挑戰(zhàn)，”他告訴Space.com。
挖掘:攪拌和放樣
Zacny說，使用壓縮氮?dú)鈹噭?dòng)浮土并將其放入樣品容器，解決了浮土的未知性質(zhì)。
由于氣動(dòng)系統(tǒng)基本上是一個(gè)產(chǎn)生推力的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，蜜蜂機(jī)器人小組還必須消除由此產(chǎn)生的推力，使系統(tǒng)適合低重力。Zacny說，這是通過實(shí)施額外的向上的氣體噴嘴實(shí)現(xiàn)的——與向下的挖掘噴嘴方向相反。
“為了驗(yàn)證氣動(dòng)采樣器已經(jīng)為這項(xiàng)任務(wù)做好準(zhǔn)備，我們?cè)谡婵帐覂?nèi)用中佛羅里達(dá)大學(xué)Exolith實(shí)驗(yàn)室提供的火衛(wèi)一風(fēng)化層模擬物做了大量測(cè)試，”Zacny說。
就整個(gè)MMX任務(wù)本身而言，APL的Lawrence說，這確實(shí)是一個(gè)大膽而雄心勃勃的事業(yè)，“但當(dāng)然，這正是它令人興奮的地方。”
鑒于日本過去兩次非常成功的小行星樣本返回任務(wù)，“這是JAXA展示他們?cè)趫?zhí)行此類行星科學(xué)任務(wù)中的實(shí)力的一個(gè)偉大的下一步。”

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