破碎的创世纪宇宙飞船坠毁20年后取得科学发现
2024-12-09 来源: SpaceNews.com

2004年9月,NASA的Genesis Return样本太空舱从空中坠落,撞上了犹他州沙漠中美军杜格威试验场的偏远地区,粉碎了它携带的精致太阳风收集器。这次失败的结果是:研究人员对航天器被污染的遗骸进行了20多年的艰苦工作后,获得了新的科学见解。

Genesis携带着精致的晶片,其中保存着来自太阳风喷发的珍贵原子和离子样本,这些样本是探测器在拉格朗日点1逗留期间积累的,拉格朗日点1是太空中地球和太阳引力相互抵消的地方。但是,由洛克希德·马丁公司设计、制造、测试和运营的发现级航天器Genesis由于工程错误未能展开降落伞。这起事故后来被归因于重力开关传感器方向不正确,该传感器将触发太空舱的降落伞着陆系统。由此产生的坠毁着陆撞毁了返回舱,粉碎了收集的晶片,破坏了宝贵的太阳风粒子运输。

快进20年后,科学家们说,他们从失败中抓住了胜利。一直在仔细清理和研究碎片的研究人员表示,他们已经能够从样本中获得太阳风的性质和影响的新发现,他们计划在12月9日至13日在华盛顿特区举行的美国地球物理联合会(AGU)会议上分享这些发现。

清洁和拾取

NASA喷气推进实验室的Genesis项目科学家艾米·朱里维茨说:“老实说,我们终于到了开始进行真正有趣的科学研究的时候了。”她是亚利桑那州坦佩亚利桑那州立大学陨石研究中心的助理研究教授,也是致力于清洁问题的Genesis团队的首席成员。

“我们一直在试图弄清楚如何使用这些弄脏了的微小样本。现在我们发现了一些非常好的东西,“Jurewicz告诉太空新闻。她说,今天的主要信息是,“是的,我们出了事故。事情并没有按计划进行。但看看我们还能用这些样本做些什么。

2004年,美国国家航空航天局的创世纪号航天器坠毁在犹他州的美军达格威试验场。来源:美国国家航空航天局

除了弄清楚并清理收集到的晶片残骸外,从Genesis收集有效科学研究的过程还包括将发现与其他航天器观测数据以及Genesis上其他仪器的数据进行比较--并使用航天器起飞时尚未开发的技术和技术对这些碎片进行研究。

首先,《创世纪》上还有许多其他的仪器,而不仅仅是一个大收藏家。Jurewicz说,根据你如何计算损坏的太阳能风收集器,有5000到10,000件可供研究,专家们“为这项事业贡献了他们的时间”。

“在各种收集器材料上投入的科学工作允许几种方法进行相同的元素或同位素测量。另一个好处是,在坠机后,一些材料比其他材料更容易清洁,“德克萨斯州休斯敦NASA约翰逊太空中心的Genesis样品馆长朱迪思·奥尔顿告诉记者太空新闻

“有效载荷的设计要求收集器材料的厚度对于每个捕获的太阳风系统都是唯一的。因此,当收集器碎片被碰撞移位并混合在一起时,通过测量碎片的厚度来确定每个碎片中包含的特定太阳风状况。在探测器一年后被送走之前,她说:“当盒子在2000年8月关闭时,300个经过镜面抛光的收藏者看起来是如此美丽。”

Jurewicz告诉记者,该团队还将Genesis的一些发现与NASA的太阳观测高级成分探测器(ACE)的发现进行了匹配太空新闻。ACE于1997年发射,它制作空间天气报告,并密切关注太阳释放的地磁风暴,这些风暴可能会中断地球上的电信服务,并伤害太空中的宇航员。

奥尔顿说,事实证明,在实现一项测量的过程中“不止一次尝试”是有益的。

奥尔顿补充说,许多从事《创世纪》的工作人员在这么多年后仍然有一种同志情谊,我想是因为我们共同专注于挽救科学。她补充说,这种家庭意识和做出贡献的感觉可能只会发生在探索计划这样的小任务中。

结果和影响

Genesis的设计目的是通过将太阳物质返回地面实验室进行分析,提供太阳系初始同位素和化学成分的精确知识。

Genesis任务科学团队成员、加州大学洛杉矶分校研究员凯文·麦基根说:“不幸的是,这次任务最让普通观众难忘的可能是降落伞未能展开时样本返回舱坠毁。”然而,尽管这一挫折,创世纪号已经完成了它的所有主要科学目标,并在第二和第三项任务上继续取得进展。

麦基根观察到his AGU abstract当谈到球粒陨石和太阳系内部物质中氧和氮同位素的组成时,我们现在知道标准模型是大错特错的。

“我们学到了新的东西,将我们带入了一个新的研究时代,不仅是太阳风,还有空间风化和辐射破坏导致的事物变化,”Jurewicz说。她补充说,这些信息有助于弄清楚月球和小行星的表面是如何因太阳的轰炸而发生变化的。

Genesis的样本仍然存在,并对研究界仍然有用。Jurewicz说,考虑到清洁工作以及20年来科学设备和技术的进步,“现在人们有了查看样本并从那里继续前进的基础。”例如,Genesis上的工作提供了有史以来在太空中捕获的最精确的太阳数据,以帮助宇宙化学专家对太阳系形成进行建模。

印第安纳州西拉斐特市普渡大学地球、大气和行星科学系的维恩斯行星光谱实验室负责人罗杰·维恩斯说,作为第一次从月球以外返回地球的任务,以及一系列机器人样品回收任务中的第一次返回,创世纪号在机器人太空探索历史上占据了特殊的地位。他说:“这次任务将被铭记为来自‘更快、更好、更便宜’的时代,幸运的是,尽管它的预算很低,而且迫降,但它的样本和科学仍然存在。”他补充说,“每一堂宇宙化学课都会教授”航天器的发现。

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