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美国飞船获得3亿公里外矿石,为何现在不返回,要等到明年3月?

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2020年10月28日,3亿公里外的OSIRIS-REx号飞船接到由美国NASA发出的指令,提前关闭了样品返回舱,对样品返回舱内的小行星矿石进行密封处理,这样一来,矿石碎片不可能再溢出了,意味着美国飞船已成功获得了小行星矿石。

美国飞船获得3亿公里外矿石,为何现在不返回,要等到明年3月?

接下来,OSIRIS-REx号飞船最重要任务是把贵重的小行星矿石送回地球,在接近地球前,NASA还要对返回舱速度、地球自转速度、大气层阻力等多项参数进行精确综合计算,然后瞄准着陆地点,弹射样品返回舱,就像日本隼鸟2号飞船返回样品舱那样。

美国飞船获得3亿公里外矿石,为何现在不返回,要等到明年3月?

根据美国宇航局的说法,OSIRIS-REx号飞船计划在2021年3月启航返回,预计到2023年9月,OSIRIS-REx号样品舱才能抵达地面。按理说,现在就已经准备好了,完全可以返回地球了,为什么非要等到2021年3月,到底在等什么,难道探索还没有结束。

美国飞船为何非要等明年3月返回

事实上,跟天体运行轨迹和速度决定了OSIRIS-REx号飞船什么时候返回,就跟嫦娥5号返回地球一样,硬是在绕月轨道上等待了一个星期时间,我们还是先来了解一下,被美国飞船采样的小行星本努。

美国飞船获得3亿公里外矿石,为何现在不返回,要等到明年3月?

本努属阿波罗群中碳质小行星,编号为101955 Bennu。对于地球而言,本努是一颗具有潜在危险的近地天体,巴勒莫撞击危险指数将它列为第二高累积量评级,将在2175至2199年间撞击地球概率达到1/2700。

小行星本努绕太阳公转,公转周期1.1955年,轨道接近圆形,位于地球与火星轨道之间,与地球轨道存在两个交接点,与火星轨道存在一个交接点,所以本努曾多次接近过地球,1999年9月22日,本努掠过地球,距离0.0147AU,2005年9月20日,它再次掠过地球,距离仅0.0147AU。

众所周知,地球也在围绕着太阳公转,公转周期为一年,根据行星会合周期公式:1/S=1/E-1/T,小行星本努差不多每6年接近地球一次,下一次接近地球的时间是在2023年,而这个时候也是OSIRIS-REx号飞船回到地球的最佳时机,被称为发射或返回“窗口期”。

美国飞船获得3亿公里外矿石,为何现在不返回,要等到明年3月?

也就是说,OSIRIS-REx号飞船从小行星本努返回地球的窗口期每6年才会出现一次,比26月一次的火星发射窗口期还要长得多。小行星本努上一次窗口期是在2017年,美国OSIRIS-REx号飞船借用这次窗口期,提前一年发射,用了2年时间接近了小行星本努,现获得了珍贵的小行星样品。

下一次窗口期是在2023年,OSIRIS-REx号飞船将借用窗口期返回地球,错过了这个机会,需要再等6年。所以,小行星本努的公转轨道决定了OSIRIS-REx号飞船取样周期,就像我们发射火星探测器一样,必须等到窗口期到来的时候才能发射。

美国飞船获得3亿公里外矿石,为何现在不返回,要等到明年3月?

美国NASA在经过精密计算后,将返回时间确定在2021年3月,这是最佳的返航时间。

总结

外太空中的采矿飞船返回地球并不是随意的,而是根据地球和其它星球的公转周期计算出来的,这就是为什么OSIRIS-REx号飞船非要等到2021年3月返回,因为提前返回也没有用,还是要等到窗口期才回到地球,而且还会耗费大量燃料。有趣的科学探索内容请关注唯一微信公众号:有趣探索

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