制作：haibaraemily
監(jiān)制：中國科學院計算機網(wǎng)絡信息中心
2019年12月3日，隼鳥2號正式開始啟動離子發(fā)動機，馬力全開返航地球，永遠結束了它的“龍宮”探險。?
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小行星龍宮。來源：JAXA?
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而在短短一年半之前，這顆探測器才剛剛歷時三年半時間，跋涉數(shù)十億公里，抵達了這顆名叫“龍宮”、直徑只有約900米的小行星。?
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隼鳥2號從地球到小行星龍宮的軌道。改編自：JAXA?
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時間真是過得太快了！?
在2018年的下半年，隼鳥2號已經(jīng)出色完成了多項科學考察，順利投下了2枚巡視器和1枚著陸器。（詳情參見：進擊的隼鳥2號）?
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隼鳥2號攜帶的巡視器MINERVA-II1（左）和著陸器MASCOT（右），已分別于2018年9月21日和10月3日投下。來源：JAXA ?
這是人類首次成功在小行星上釋放巡視器并拍攝和傳回照片。?
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巡視器MINERVA-II 1B在2018年9月23日落地前（左）和落地后（右）拍攝的龍宮照片。來源：JAXA?
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但此后的2019年，才是這顆探測器真正大展身手的一年，滿載而歸的一年。?
2019年，絕對稱得上是隼鳥2號的幸運年。而這幸運背后，亦是無數(shù)相關工作者們多年來精心籌劃和不懈努力的回報。?
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第一次著陸采樣：采集表面物質?
2019年2月22日，隼鳥2號順利著陸在龍宮表面的預定著陸區(qū)L08-E1。（本節(jié)詳見：電光火石，短兵相接！隼鳥2號第一次龍宮采樣全記錄）?
龍宮上已投下的標記球TM位置和預定著陸區(qū)L08-E1位置，著陸區(qū)范圍是一個直徑6米的圓形區(qū)域。來源：JAXA?
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著陸點非常精準，和預定著陸區(qū)中心只偏離了1米。?
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隼鳥2號第一次著陸采樣點。漢化自：JAXA?
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隼鳥2號采用的是接觸采樣，整個采樣過程只有幾秒鐘。?
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隼鳥2號的采樣桿位置和底部視圖。來源：JAXA?
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一旦檢測到底部長長的采樣桿接觸到了龍宮表面，就即刻從采樣桿中以300米/秒的速度發(fā)射出一枚鉭質子彈，射向龍宮表面。?
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采樣桿結構和鉭質子彈實物（質量5克，直徑8毫米）照片，使用鉭質子彈是為了避免采集的樣品中混入不可控的污染物。來源：JAXA?
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子彈撞出的碎屑被彈射入采樣桿中，經(jīng)過多次彈射被隼鳥2號納入囊中。?
漢化自：JAXA?
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降落、接觸采樣、上升，電光火石，干脆利落?
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隼鳥2號的第一次著陸采樣。來源：JAXA?
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隼鳥2號第一次著陸采樣流程（低高度段）。?
激光高度計LIDAR和近距離激光測距儀LRF是隼鳥2號在距龍宮表面不同高度處采用的不同測距方式。來源：JAXA?
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激烈采樣后留下的“罪證”?
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2019年2月22日7:30（日本時間），隼鳥2號的光學導航相機ONC-W1在距離龍宮表面約25米處拍下了第一次著陸采樣后龍宮表面的樣子。?
來源：JAXA、東大等?
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順利完成第一次著陸采樣之后，隼鳥2號還有更大的野心。?
雖說小行星是古老而原始的太陽系物質遺跡，但小行星表面的物質大多經(jīng)歷了漫長的空間風化和改造，很可能已經(jīng)不能體現(xiàn)它原本形成時的物質成分了。?
也就是說，想要知道原始的太陽系物質成分，需要剝開小行星的表面，采集到內部的物質才行。?
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投下撞擊器：去小行星上炸個坑?
為此，隼鳥2號采用了采用了更為暴力和冒險的方式。（本節(jié)詳見：先是沖我打了一槍，然后還要開炮…人類也太兇殘了吧?。?
2019年4月5日，隼鳥2號向龍宮表面投下一枚“炸彈”——重達14公斤的撞擊器（Small Carry-on Impactor，簡稱SCI）（其中有9.5公斤都是炸藥）。?
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隼鳥2號投下撞擊器&采樣示意。來源：JAXA?
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被扔下的撞擊器在半空中引爆炸藥，把底端厚約5毫米、重2公斤的純銅質薄板“壓縮”為一枚“炮彈”，使之高速撞向龍宮表面。?
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銅板加速過程中的變形過程，注意銅板一開始會先改變凹凸的朝向。“炮彈”也會迅速被加速到2公里/秒。之所以選擇在半空中引爆，以純銅炮彈撞擊，是為了不讓炸藥污染采樣區(qū)。來源：JAXA?
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而另一邊呢，“肇事鳥”隼鳥2號本機為了不被炸出的濺射物撞傷，丟完“炸彈”拔腿就跑，只留下一個DCAM3相機來拍攝這場爆破大戲。?
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隼鳥2號投下撞擊器之后的躲避計劃。來源：改編自參考文獻13?
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撞擊非常成功，直接在龍宮表面炸出了一個直徑十多米的人造撞擊坑，隼鳥2號自己安全避難，毫發(fā)無損。?
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撞出的人造撞擊坑直徑超過10米，深度約2-3米。值得注意的是新撞出的撞擊坑內部呈暗黑色，表明挖出的新鮮物質似乎比表面物質顏色更暗。來源：JAXA、東大等。?
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這些被撞出表面的龍宮次表層地下新鮮物質，正等待著隼鳥2號再次著陸，并將其收入囊中。?
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第二次著陸采樣：采集地下物質?
2019年7月11日，隼鳥2號再次下降，抵達龍宮表面C01-Cb區(qū)域，開始第二次著陸采樣。（本節(jié)詳見：3億公里外，60厘米精度！隼鳥2號第二次龍宮采樣全記錄https://mp.weixin.qq.com/s/hj27jce9rcAKOLqtf7g3Gg）?
第二次著陸采樣區(qū)一帶的三維地形DEM?
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由著陸前的三次下降觀測數(shù)據(jù)繪制。來源：JAXA?
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一時間，銀瓶乍破，碎石漫天，隼鳥2號與小行星龍宮再次完成了一場電光火石的“邂逅”，然后迅速上升。?
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2019年7月11日9:03:54-9:11:44（機上，北京時間），隼鳥2號CAM-H相機拍攝的降落、采樣、上升過程（10倍速）。初始高度8.5米，最后高度150米。來源：JAXA?
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盡管第一次采樣對探測器造成了一點損傷，隼鳥2號已經(jīng)不像剛抵達龍宮時那么健康了。但在項目組的精心謀劃和反復演習之下，隼鳥2號依然順利完成了第二次著陸采樣，而且比第一次著陸還要精準。?
實際著陸點和計劃著陸區(qū)中心只差了60厘米?。ǖ谝淮问遣盍?span lang="EN-US">1米）。?
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（左）著陸點（藍點）和計劃著陸區(qū)C01-Cb的中心（綠點）的位置；（右）采樣桿接觸點的位置（黃圈）。來源：JAXA?
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第二次短兵相接后留下的暴行痕跡?
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（上）2019年7月11日9:06:32，ONC-W1相機拍攝，可見漫天碎石。（下）同日9:08:52（均為機上、北京時間），ONC-W1相機拍攝，可見子彈打出的新鮮物質比周圍更暗。來源：JAXA、東大等。?
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7月12日，隼鳥2號帶著從龍宮地下次表層采集的物質，安全回到距離龍宮表面20公里高處的伴飛位置，第二次著陸采樣圓滿成功。?
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JAXA控制室里再次傳來成功的歡呼聲。來源：JAXA?
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兩次著陸采樣點分別被命名為“玉手箱”（Tamatebako）和“萬寶槌”（Uchide-no-kozuchi），均來源于日本傳說故事。?
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第一次著陸采樣點TD1和第二次著陸采樣點TD2的位置。來源：JAXA、東大等。?
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這是人類首在小行星上成功完成多次著陸采樣，并首次采集到次表層地下樣品。?
至此，隼鳥2號兩發(fā)兩中，成功收入了小行星龍宮表面和次表層地下的物質樣本。不過在返回地球之前，它還有最后一個小任務要完成，那就是：投下最后一枚巡視器MINERVA-II2。?
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投下最后一枚巡視器：一場奇幻旅程?
然而很不幸的是，最后一枚巡視器從2018年11月開始就已經(jīng)檢測出了故障，只能保持通訊，但無法啟動數(shù)據(jù)處理等響應了。也就是說，這枚巡視器最初計劃的著陸龍宮表面、移動和拍照等工作都無法完成了。（不過也沒什么關系，去年投放的兩枚MINERVA-II1已經(jīng)完美完成了這些工作）。?
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MINERVA-II2基本情況。改編自：東北大。?
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但隼鳥2號項目組并沒有放棄讓最后這枚巡視器和還剩下的幾枚標記球發(fā)揮余熱。?
在已經(jīng)無法拍照和觀測的情況下，隼鳥2號項目組極盡巧思，讓兩枚標記球TM-E、TM-C和巡視器MINERVA-II2從更高的高度上（約1公里高處）被釋放向龍宮表面，觀察它們在龍宮微弱引力下的運動狀態(tài)，同時提升龍宮的重力場模型。（本節(jié)詳見：隼鳥2號：標記球和巡視器的奇幻環(huán)球旅程）?
在龍宮微弱的引力之下，三個小家伙都經(jīng)歷了一場前所未有的奇幻旅程：花了幾天時間、環(huán)繞小行星龍宮數(shù)圈，才緩緩落在了龍宮表面。?
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時間均為北京時間。來源：JAXA、千葉工大等。?
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這是人類迄今為止向地外天體投放的最小的人造環(huán)球“衛(wèi)星”，也是世界首次成功向環(huán)小天體軌道投放復數(shù)顆人造衛(wèi)星。?
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為此，隼鳥2號項目組用人類最早的兩顆人造，衛(wèi)星斯普尼克1號（Sputnik 1）和探險者1號（Explorer 1），為兩顆標記球TM-C和TM-E命名，分別命名為斯普尼克和探險者。?
蘇聯(lián)的斯普尼克1號（左）和美國的探險者1號（右）。來源：維基?
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返航：前方地球，再見龍宮！?
2019年11月13日，隼鳥2號啟動RCS推進器，從伴飛位置開始遠離小行星龍宮，正式進入“返航模式”。?
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隼鳥2號啟程離開龍宮的日程表。改編自：JAXA?
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返航最初的5天，隼鳥2號會為龍宮拍攝一系列告別照，此后就會改變朝向，再也看不到龍宮了。?
最后一張龍宮近照，往后余生，漸行漸遠。?
2019年11月13日9:15（北京時間），剛剛出發(fā)的隼鳥2號用ONC-T相機拍攝的龍宮。來源：JAXA、千葉工大?
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終于要說再見了。?
2019年11月12日，隼鳥2號正式啟程前的控制室。來源：JAXA?
如果一切順利的話，隼鳥2號將于2020年12月抵達地球，裝著珍貴小行星樣本的返回艙將再入地球灼熱的大氣層，降落在澳大利亞的Woomera——這也是10年前的不死鳥，隼鳥初號機返回艙落下的地方。
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澳大利亞Woomera返回區(qū)位置。來源：JAXA?
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等待著擁抱龍宮樣品的無菌操作室已經(jīng)準備好了。?
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來源：JAXA/安部正真?
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2019這一年，太長也太短。?
再見了，龍宮！?
辛苦了，隼鳥2號！?
2020年，我們相約地球再見！?
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參考文獻?
[1] 近日參上「はやぶさ２」第7回? 小型探査ローバMINERVA-II1、いよいよ小惑星へ著陸／リュウグウを表面で探査する 小型著陸機MASCOT?
[2] JAXA | MINERVA-II1が撮影した畫像、第2弾！?
[3] タッチダウン地點?
[4] はやぶさ2による小惑星レゴリス試料採取を模擬した衝突実験
[5] TPS | Hayabusa2 has touched down on Ryugu!?
[6] JAXA | タッチダウン直後の畫像?
[7] JAXA | 「はやぶさ2」タッチダウン想像図CG/"Hayabusa2" CG Animation?
[8] Saiki, T., Imamura, H., Arakawa, M., Wada, K., Takagi, Y., Hayakawa, M., ... & Okamoto, C. (2017). The small carry-on impactor (SCI) and the Hayabusa2 impact experiment. Space Science Reviews, 208(1-4), 165-186.?
[9] 第2回タッチダウンの畫像公開
[10] 第2回タッチダウン畫像速報
[11] 「はやぶさ２」第2回タッチダウン運用 管制室前ライブ配信?
[12] MINERVA- 2 ローバ２分離運用について?
[13] MINERVA- 2 ローバ２分離運用結果 ?
[14] 〝さよならリュウグウ？キャンペーンのお知らせ?