周日上午,一个迷你冰箱大小的太空舱从犹他州西部上空坠落,其中载有史无前例的包裹:从小行星表面采集的约250克泥土和灰尘。当一个糖果条纹降落伞翻滚打开以减缓其自由落体速度时,太空舱骤然坠落到沙子上,比计划提前了一点。

第一个小行星样本返回地球

这次特别的运送是由OSIRIS-REx提供的,这是美国宇航局第一个前往小行星并将其内容物样本带回地球的任务。该任务于2016年发射,目标是贝努(Bennu),这是一颗“近地”小行星,被认为是在太阳系最初1000万年期间形成的。这颗小行星主要由碳和矿物质组成,自形成以来并没有发生太大变化。因此,来自其表面的样本可以提供有关最初形成早期太阳系的矿物和材料种类的宝贵线索。

奥西里斯-雷克斯号花了两年多的时间才到达本努,然后又花了两年时间绕行并测量其表面,寻找一个采集样本的地点。航天器上的一套仪器包括麻省理工学院学生设计的实验REXIS(风化层X射线成像光谱仪)。这个鞋盒大小的仪器是100多名麻省理工学院学生的作品,他们设计该仪器是为了用X射线绘制小行星表面物质的图谱,以帮助确定航天器应该在哪里采集样本。

REXIS是麻省理工学院地球、大气和行星科学系(EAPS)、麻省理工学院航空航天系(AeroAstro)、哈佛大学天文台、麻省理工学院卡夫利天体物理和空间研究所以及麻省理工学院林肯实验室的联合项目。

周日,奥西里斯-雷克斯号释放了太空舱,使其落入地球大气层,同时航天器本身也开始了前往小行星阿波菲斯的新航线。该太空舱已被运送到休斯敦的约翰逊航天中心,贝努的尘埃将在那里接受检查并分发给世界各地的研究人员进行进一步研究。

该样本的成功返回对于该任务的成员来说是一个巨大的里程碑,其中包括麻省理工学院的理查德·宾泽尔(RichardBinzel),他是小行星研究的领先专家,也是EAPS和AeroAstro的终身教授。作为OSIRIS-REx联合研究员,Binzel帮助领导了REXIS的开发及其与航天器的集成。麻省理工学院新闻采访了宾泽尔,了解他在太空舱着陆和回收后的第一反应,以及他希望我们从小行星的尘埃中了解到什么。

我和其他人一样屏住呼吸。降落伞的打开是一次巨大的呼气,软着陆是代表整个团队的喜悦的释放。你和这些人一起工作了很长时间,你们就像家人一样,所以你们在一起感受到一切。有点像看着你的孩子完成平衡木动作并坚持着陆。

虽然我不在着陆点,但我们中的许多人“一起”在线观看时间线和所有程序。这是一段多么漫长的旅程,二十多年来,我们从望远镜识别贝努作为一个科学丰富且易于获取的采样目标开始,然后是该任务的许多不断发展的设计。麻省理工学院的学生从2010年开始参与REXIS仪器。花了六年时间才到达发射台,现在,我们终于看到任务圆满完成,将样本返回地球。

航天器仪器无论技术多么先进,都无法达到地球上实验室的能力。奥西里斯-雷克斯号上的仪器告诉我们,本努富含碳,可能含有一些最早的化学记录,记录了构成地球甚至生命本身的成分。但我们如何知道在表面飞行时进行测量的航天器仪器所显示的内容以及我们如何解释数据是完全正确的呢?

我们只能通过确保将实际样本带入地球实验室所提供的“真实情况”来确定。对这些样本的实验室分析证实了我们的初步发现,将验证我们解释来自望远镜和轨道航天器的小行星数据的能力。然后,实验室分析将带我们更深入地了解我们自己的行星系统是如何形成的化学、条件和过程。

让我们向所有帮助将仪器带上任务的学生表示感谢。展望未来,这颗小行星样本以及航天器的持续轨迹与麻省理工学院的工作有何关系?

这提醒我们,我们在麻省理工学院所做的事情是没有限制的。麻省理工学院的REXIS仪器代表了麻省理工学院的座右铭“mensetmanus”[“思想和手”],将学生设计和建造的实际硬件延伸到太空数亿英里,比任何其他仪器飞得更远。麻省理工学院的学生项目已经过去了。我觉得能够让这么多学生参与学习并体验在太空探索中取得成功所需的努力、团队合作和奉献精神是一种荣幸。