Apophis：曾令世界震惊的小行星
Apophis在2004年引起全球关注，当时初步轨道计算表明它在2029年撞击地球的概率约为2.7%——这对一个该规模的小行星来说是异常高的概率。随后的观测修正了轨道，排除了2029年撞击的可能性，但这场风波使Apophis永久地进入了公众意识和行星科学规划中。该小行星将在2029年4月以大约32,000公里的距离掠过地球表面——近于许多地球同步卫星——使其成为历史上研究最密切的近地天体之一。
现在一家私营航天公司宣布了一个大胆计划来利用这一前所未有的近距离机会：在飞掠窗口期间直接在Apophis表面着陆航天器，进行原位科学测量，并可能展示与小行星资源开采和行星防御相关的技术。如果成功，该任务将标志着第一个在小行星上着陆的私营航天器，以及第一次在近距离地球接近期间对大型近地天体进行直接表面研究。
任务架构
该公司提议的任务涉及在2029年飞掠之前发射着陆器，与接近地球的Apophis会合，并使用由先前小行星任务设计改编的推进制动和锚固系统的组合在小行星表面执行软着陆——特别是开创小型天体表面操作先河的日本隼鸟号任务。近距离地球接近实际上通过减少旅行距离和与到达主带小行星相比的通信延迟来简化任务设计的某些方面。
着陆器计划的科学仪器包括用于测量内部结构的地震仪、用于表面成分分析的分光仪、用于地质制图的照相机，以及用于表征小行星最近距离地球接近期间近表面空间环境的环境传感器。该公司还表示有兴趣测试在小行星采矿中可能有未来商业应用的样本采集技术。
为什么Apophis在科学上有价值
Apophis是S型小行星，这意味着它主要由硅酸盐岩石组成，含有一些金属——这种成分与内太阳系行星形成时的物质大致相似。在飞掠期间近距离研究它将提供对早期太阳系形成历史、近地小行星内部结构以及决定此类天体如何响应引力扰动的物理性质的见解——包括Yarkovsky效应，这是一种热辐射压力，随时间逐渐改变小行星轨道。
2029年飞掠本身就是一个科学机会，因为Apophis的近距离接近将允许地基和空间望远镜研究地球引力如何改变小行星的轨道，以及可能改变其旋转状态。在表面着陆增加了遥感无法提供的测量维度，特别是关于小行星风化层的机械性质——这些性质对于理解资源开采和偏转任务设计都至关重要。
行星防御含义
该任务也具有明确的行星防御相关性。尽管2029年撞击风险已被排除，但Apophis预计在随后的年份中会再次近距离通过地球，并且2029年飞掠后的精确轨道轨迹取决于引力相互作用的细节——原位测量可以比远程观测更精确地表征这些细节。
NASA成功的DART任务在2022年故意撞击小行星Dimorphos并改变了其轨道周期，证明了动能撞击偏转原则上是可行的。下一个问题涉及表征决定撞击如何有效地向小行星传递动量的参数——这些参数取决于Apophis着陆器旨在测量的内部结构、孔隙度和表面成分。
商业太空和小行星科学
该任务代表了私营航天公司承担以前完全由政府航天机构独占的科学目标的雄心日增。在过去十年中，商业太空部门大幅降低了发射成本，小型航天器平台的开发使小行星任务首次对资本充足的私营实体在经济上可行。商业模式是否涉及出售科学数据、展示未来商业企业的技术，或赞助和媒体权利，将在该公司为2029年窗口前的融资和开发周期做准备时逐渐明晰。
本文基于New Scientist的报道。阅读原始文章。
Originally published on newscientist.com
