隼鸟2号将于7月5日超近距离飞越小行星鸟船：「小行星动物园中的新野兽」
头图： [艺术家描绘的隼鸟2号接近小行星鸟船的概念图；来源：JAXA]
日本的隼鸟2号探测器已经是历史上最成功的小行星探测任务之一，而现在它即将再添一项新成就。7月5日，该探测器将执行有史以来最近距离的小行星飞越之一，以每秒5.25公里的相对速度，从距石质近地小行星鸟船表面仅1至10公里处掠过。
「这是同类任务中尝试过的最接近小行星的交会之一，」日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的田中智在6月11日向美国宇航局（NASA）小天体评估小组作报告时表示。「通过结合先进的导航技术和隼鸟2号的工程能力，我们得以实现仅约1公里距离的飞越。」
这次交会代表着非同寻常的工程挑战。隼鸟2号是为缓慢、谨慎地与目标会合而设计的，并非用于高速飞越。它没有可转向的望远镜，相机固定在探测器主体上，其望远相机只有在距最近点约800秒前才能将鸟船分辨为一个以上的像素。以每秒5.25公里的速度，这次交会将在数秒内完成。
小行星探测的老将
隼鸟2号于2014年12月发射，2018年6月抵达碳质小行星龙宫。在16个月的停留期间，探测器部署了四台表面漫游车，用撞击器制造了人工撞击坑，并从地表和地下采集了两份样本。2020年12月，其样本舱携带约5.4克龙宫物质降落在南澳大利亚沙漠，这是当时史上最大的小行星样本返回。后续分析在样本中确认了20多种氨基酸，包括非蛋白质氨基酸，表明其母体形成于木星轨道之外。
释放样本舱后，隼鸟2号开始了名为「隼鸟2号#」（读作「隼鸟2号Sharp」）的扩展任务，意为小型危险小行星侦察探测器。探测器剩余约30公斤氙推进剂，约为最初储量的一半，尽管已在深空中运行11.5年且部分仪器有所退化，所有主要系统仍保持运转。
目标：鸟船
小行星（98943）鸟船于2001年2月由新墨西哥州的LINEAR巡天项目发现。其直径约465米，属于富含硅酸盐的石质S型小行星。这使得它与暗色富水的碳质小行星龙宫有着本质区别。两者之间的对比将使科学家能够比较同一探测器近距离研究的两大主要小行星类型。
鸟船的名称来源于JAXA在2023年12月至2024年5月间举行的公开征名活动。60份公众投稿由包括隼鸟2号团队成员及其子女在内的委员会筛选。「鸟船」是天之鸟船（Ame-no-torifune）的缩写，指的是日本的一位神祇及其船只，被描述为能够像鸟一样高速安全航行，并且像岩石一样稳固。该名称于2024年9月获得国际天文学联合会小天体命名工作组的批准。
最近的地面观测表明，鸟船具有高度拉长的形状，甚至可能是类似于彗星67P或柯伊伯带天体阿罗科斯的接触双星。其确切形状仍然未知，而这种不确定性正是使这次飞越具有科学价值的原因之一。
「我们将发现它长什么样，」欧空局赫拉任务首席研究员、隼鸟2号科学团队成员帕特里克·米歇尔表示。「而每次我们看到一颗新的小行星，都会感到惊讶。我们将在小行星动物园中放入另一头野兽。」
高速下的科学观测
飞越计划于7月5日日本标准时间约18时30分（世界协调时9时30分）进行。在最接近点，隼鸟2号将位于距太阳0.81天文单位处。探测器将使用其望远相机、广角相机、热红外成像仪、近红外光谱仪和激光高度计，对鸟船进行一次短暂但密集的观测活动。
六项既定的科学目标包括：确定小行星的自转轴状态和反射率、捕捉全球表面特征、测量热性质、确定表面组成、获取至少一次激光高度计距离测量，以及从飞越数据重建三维形状。
由于最接近点前太阳角度有利，但最接近点后立即转为不利，大部分科学观测必须在交会前的数小时内完成。探测器将在最近点前12小时从地面导航切换为自主机载导航，科学仪器在最后5分钟内拥有完全优先权。
行星防御意义
这次飞越对行星防御具有直接意义。证明一个并非为高速飞越设计的探测器能够以超过每秒5公里的速度在距小行星1公里范围内导航，验证了NASA的DART任务（2022年成功偏转小行星Dimorphos）等动能撞击任务所需的精确导航能力。
JAXA于2024年4月成立了行星防御团队，鸟船飞越展示了日本独立的小行星侦察能力。扩展任务的最终目的地,,2031年与小型快速自转小行星1998 KY26的会合,,将研究一个与2013年导致1500人受伤的车里雅宾斯克撞击体大致相当的天体，进一步彰显了该任务的行星防御价值。
米歇尔承认了风险：「这仍然是一项有风险的操作，因为他们本没有对此进行规划。其次，我们对目标天体的大小存在很大的不确定性。」但潜在的回报是近距离观测约27000颗在地球附近经过的近地小行星中的一颗，在另一头野兽消失在太空的黑暗中之前，将其放入小行星动物园的机会。
婷 翻译