價值700億億美元!靈神星上到底有什麼?讓NASA迫不及待前往探索

宇宙觀察室 發佈 2024-03-17T11:49:07.853590+00:00

美國宇航局NASA準備在今年10月份發射一顆小行星探測器來探測靈神星,靈神星只不過是我們發現眾多小行星的其中之一,它到底有什麼獨特的地方居然能讓NASA為它單獨發射一個探測器呢?

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美國宇航局NASA準備在今年10月份發射一顆小行星探測器來探測靈神星,靈神星只不過是我們發現眾多小行星的其中之一,它到底有什麼獨特的地方居然能讓NASA為它單獨發射一個探測器呢?


靈神星簡介

靈神星的公轉軌道位於離我們比較近的火木小行星帶中,這個小行星帶中比較有名的小行星除了有靈神星之外,還有我們比較熟悉的穀神星和灶神星。

靈神星和穀神星一樣發現時間比較早,它是1852年3月17日由一名來自義大利的天文學家加斯帕利斯所發現。在發現靈神星之前,這位天文學家已經發現了4顆小行星,此後又發現了4顆,而發現靈神星卻使他名垂天文史冊。

儘管靈神星的外表像一個土豆一樣丑,但它的名字背後卻有一個很美的故事,靈神星的國際名字叫「16 Psyche」,Psyche來源於古希臘神話中的靈魂女神普賽克,這位美麗的神仙出生時是凡人之身,後來在克服種種困難後嫁給了愛神丘比特,科學家給它這樣命名它想必也是希望給它寄託不一樣的屬於天文學的靈魂意義吧。

這顆小行星繞自己的自轉軸轉動一圈僅需要4個小時,一個地球日它就能自轉6圈,但它繞太陽一圈卻需要5年,相當於我們在地球上過了5個新年靈神星才繞太陽走了一圈。

靈神星的個頭比起正常的行星來說確實不算大,就是比冥王星也要小了許多,也就相當於美國的馬薩儲塞州一般,但它的質量卻不小,單它一顆小行星就占了小行星帶天體總質量的0.6%,這樣就導致它的密度非常大,天文觀測顯示靈神星是由鐵和鎳組成的,幾乎沒有大氣層,其地表也沒有水或者其它物質,所以對於人類來說,這好比一個飄蕩在太空的中大礦石。


之所以會有這麼神奇的特點,科學家給出的解釋是靈神星可能是一個更大行星的殘骸,在原行星遭受某種原因的撞擊後粉身碎骨,其大部分碎片撒在了小行星帶,但原行星的鐵鎳核卻牢牢的粘在了一起而沒有變得更碎所以留了下來,這就是我們今天所看到的靈神星。

為了對靈神星作進一步的研究,美宇航局NASA計劃將在今年10月份發射科學探索器來揭開靈神星神秘的面紗。

為什麼美國宇航局要前往16 Psyche?

靈神星在小行星圈子裡有個獨特的外號叫「大醜富」。靈神星的「大」我們剛才已經說了,它的「丑」除了有一個土豆一樣的外形之外還長了一張麻子臉,好像月球背面一樣坑坑窪窪,原因就是靈神星所在的軌道上有太多的「碎屑」,加上靈神星本身的質量足夠,這些「碎屑」在萬有引力的作用下不停地砸向靈神星而導致其表面凹凸不平。

而靈神星的「富」,就像剛才所說的,由於靈神星的組成成分基本上全部是鐵和鎳,所以如果能把給開採完畢的話能獲得將近700億億美元的財富,而現在全球的GDP總和也才110萬億美元,所以這是一筆極其誘人的財富。

更為令人驚人的發現是這顆小行星並非像金屬合金般那麼的緻密,而是像石頭一樣堆積而成的,所以把它看作成一個礦的話,挖這個礦的難度是非常低的、也是非常經濟的,但這個發現也是只是根據現有的觀測結果作的理論分析,靈神星是否真的像理論上那麼樂觀,就需要發射太空飛行器一探真偽。此次專門為探索靈神星而發射的探測器的名字就叫「靈神星探測器」。


靈神星探測器是什麼

探測靈神星計劃最初源於1992年時候NASA的一個代號為「發現」的項目,該項目旨在用最經濟實惠的方式來探索地月之外的深空天體。由於該項目立項的初衷就是追求性價比,所以靈神星探測器當時獲得的預算也不太高,僅僅4.5億美元。

經費的原因在一定程度上限制了探測器的體積不能做的太大,但是該有的儀器設備探測器是一個不缺,而且本次探測NASA也是把該用的新技術都用上了。


靈神星探測器的尺寸為3米×2.4米,相當於一個寬一點的小汽車,它的太陽能電池板完全展開後將有一個羽毛球場大,這可以使它源源不斷地將太陽能轉化為它工作所需要的電能,更重要的是它的太陽能電池板也是採用比較領先的技術。

這種新型太陽能板可以將產生的電能激發氙氣源並將氙氣轉換為氙離子,氙離子再被排出去以提供更為強勁的推動力。而且靈神星探測器所搭載的三大科學儀器將為它增添不一樣的特點:

第一個是用於探測小行星磁場的磁力計,由於科學家認為靈神星是一個更大行星的地核殘骸,所以科學家相信靈神星具有和我們地球一樣的磁場,研究靈神星的磁場將有助於幫助我們深入認識我們地球磁場的變化規律;第二個是用來區分靈神星金屬和矽酸鹽組成成分的多光譜成像儀,該裝置可以提供更高解析度的圖像用來分析靈神星的物質組成;第三個則是中子光譜儀,這個光譜儀也可以監測伽馬射線,用來協助磁力計共同探測靈神星的元素組成以及增強磁力計對電磁場的精確度數。

通過以上三大儀器的聯手工作將幫助科學家確定靈神星的年齡問題以及成因問題,進而確定靈神星的形成是是否也與我們地球相似。如此先進的儀器將產生海量的數據,要從幾千萬公里外的地方傳回地球也需要很長的時間,所以靈神星探測器還搭載了一種更為先進的雷射通信技術。

這種新技術名為名為「空間雷射通信」,可以利用雷射把數據進行光子編碼而不再是普通的無線電波編碼,儘管利用光子傳輸數據不能加快數據的傳播速度,但可以提高數據的攜帶密度,每秒傳播的數據將呈指數級增加。


靈神星探測器的任務

NASA原計劃是在2023年10月份左右將靈神星探測器發射出去,目的就是想儘快取得靈神星的數據資料以便科學研究,據靈神星任務的一位研究員透露:該任務自從立項到實施後,其意義已經不限於簡單的探索小行星那麼簡單,而是朝著揭開整個小行星帶的秘密之路邁出了堅實的一步。作為深空探測器,靈神星探測任務的難度係數和時間跨度將超越探索火星,這個任務大致上也可以分為三個主要的階段:

階段一主要是從2021年第一季度開始到2023年10月份探測器成功升空,這段時間主要是太空飛行器的選擇、裝配和測試以及探測器的發射工作;階段二是在靈神星探測器進入太空後進入計算,一直到探測器抵達靈神星並完成一系列的科研任務,這短時間長達3到4年,其中大部分時間主要是探測器在太空航行時間,所以實際的科研時間非常有限;

階段三是靈神星探測器完成科研任務後,科學家開始對數據進行整理、歸檔,並安排太空飛行器的退役工作。如果一切計劃順利的話,靈神星探測器將於2026年1月31日抵達靈神星。


探索靈神星將為我們帶來什麼?

除了剛才講到的靈神星豐富的礦藏價值外,探索靈神星最重要的意義莫過於回答「我們從哪裡來」這一深邃的問題。科學家曾經猜想在火星外的軌道上曾經還有一顆岩石行星,岩石行星又稱「類地行星」,它是指基本結構和組成和我們地球一樣或者相似的行星,八大行星中挨著太陽比較近的前四顆行星均為類地行星,類地行星也是我們尋找系外宜居行星的一個重要參考因素。

科學家猜想中的這顆岩石行星曾因為不明原因而被肢解形成了數以萬計的小行星,不然也無法解釋火木軌道為何距離如此的巨大。

作為這顆假想行星最大的殘骸,靈神星身上蘊含了太多的秘密和問題:靈神星的核心是固體的鐵鎳核還是流動的?如果靈神星曾經融化過,它的融化過程是怎樣的,由內到外還是由外到內?靈神星的組成成分和其它類地行星又有何異同?

如果能回答以上的問題,這將幫助我們在未來更為確切的回答我們的地球以及水星、金星和火星最初是怎樣形成以及演變的,更加深遠的是,我們亦可去追問一個人們更關心的問題:未來的地球何去何從?

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