日本隼鸟2号探测器首次成功对小行星进行激光测距实验
日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的隼鸟2号探测器今年夏天又取得了一项里程碑式的成就,这也是航天机构的首次突破。7月5日星期日,隼鸟2号在飞掠小行星鸟船(Torifune)时成功进行了首次激光测距实验。鸟船是隼鸟2号扩展任务的首个探测目标。这一最新里程碑将提升JAXA及其他航天机构在未来近地小行星(NEA)和其他深空天体探测任务中的能力。
该实验依赖于隼鸟2号探测器搭载的激光雷达高度计(LALT),该仪器是在日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)辉夜姬月球探测器所使用的激光雷达高度计的基础上发展而来。除了测量距离外,该仪器还用于测量小行星的密度和孔隙率、表面反射率以及悬浮尘埃颗粒的存在情况。LALT仪器此前已在隼鸟2号的导航中发挥了重要作用,并获取了小行星龙宫表面地形的大量数据。
激光束成功发射两次,分别在下午6点29分(太平洋夏令时凌晨2点29分;东部夏令时凌晨5点29分)和发射后56.5秒和57.5秒,发射点距离目标约20公里和15公里(12.5英里和9.3英里),比飞掠鸟船号卫星的时间提前约4秒和3秒。这给任务团队带来了诸多挑战,需要他们提前做好充分准备。首先,必须在航天器以5.3公里/秒(18000公里/小时,即3.3英里/秒或11185英里/小时)的速度飞行时,将激光束对准一个很小的目标。
激光照射测距时,成功测距区域(红色)和失败测距区域(蓝色)分别代表成功测距和失败测距。
由于光束聚焦范围很窄,它只照射到鸟船小行星表面的一小部分,分别覆盖了30米和23米(100英尺和75.5英尺)的区域。其次,精确瞄准这颗小行星需要精确的姿态和轨迹控制,同时还要确保仪器配置能够避免探测到背景噪声。这需要任务团队进行大量的准备工作。幸运的是,这些准备工作不仅一次,而是两次都取得了成效。
在太空中,由于没有参照物,很难区分前景和背景。激光测距通过为航天器图像添加比例尺并精确确定天体的大小来辅助这一过程。当在多个时间点获取激光测距数据并将其与航天器跟踪数据相结合时,可以精确确定天体的位置和轨迹,从而提高轨道预测的准确性。
这项信息不仅对太空探索意义重大,在行星防御领域也发挥着重要作用,使科学家能够准确预测哪些小行星可能构成未来碰撞风险。此次成功的测试还表明,科学家能够在航天器高速飞行时收集有关天体的关键信息。目前,研究团队正在进行详细分析,以确定激光照射到小行星表面的确切位置。

