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价值700亿亿美元!灵神星上到底有什么?让NASA迫不及待前往探索

2024-10-01科学

【灵神星简介】

灵神星公转的地儿呢,就在离咱们挺近的火木小行星带里头。在这个小行星带里,有名儿的小行星可不少,灵神星是其中之一,还有咱们都挺熟的谷神星和灶神星呢。

灵神星跟谷神星似的,发现得都挺早。1852年3月17日,有个意大利的天文学家加斯帕利斯发现了它。在发现灵神星之前呢,这位天文学家已经找着4颗小行星了,后来又发现了4颗。不过就这灵神星的发现,让他在天文学的历史上算是出了大名啦。

灵神星长得跟土豆似的,那叫一个丑。可它名字背后有个特美的故事呢。灵神星在国际上叫「16 Psyche」,这Psyche啊,是从古希腊神话里的灵魂女神普赛克来的。普赛克这神仙,生下来就是个凡人,后来费了好大劲儿,嫁给了爱神丘比特。科学家给它取这个名儿,估计是想给它赋予一种天文学里不一样的灵魂意义吧。

嘿,有这么一颗小行星呢。它绕着自己那根自转轴转上一圈啊,才用4个小时。您猜怎么着?一个地球日的工夫,它就能呼呼转上6圈。可它绕着太阳转一圈呢,那可得花5年的时间。这就好比啊,咱们在地球上都过了5个新年了,这灵神星才慢悠悠地绕着太阳走完一圈。

灵神星跟普通行星比起来呀,那可真是个小不点儿,连冥王星都比它大不少呢,也就跟美国的马萨储塞州那么大点儿。可你别看它个头小,质量可不小,就它这么一颗小行星,在小行星带天体总质量里就占了0.6%呢。这就使得它的密度老大了。天文观测发现,灵神星是铁和镍构成的,几乎没什么大气层,地表也没水或者别的东西。对人类来说呀,这就像一块在太空里飘着的大矿石。

灵神星为啥有这么神奇的特点呢?科学家是这么说的。灵神星啊,可能是某个更大行星的「遗体」。原来那个行星不知道被啥玩意儿撞了一下,一下子就散架了,大部分碎片都散落在小行星带。可它那个铁镍核呢,就跟用胶水粘住了似的,没再碎得更厉害,就这么留了下来,这不就是咱们现在看到的灵神星嘛。

美宇航局NASA啊,打算在今年10月发射个科学探索器呢,为啥呀?就是想对灵神星再好好研究研究,把这灵神星神秘的面纱给揭开喽。

【为什么美国宇航局要前往16 Psyche?】

灵神星在小行星堆儿里有个特逗的外号,叫「大丑富」。灵神星为啥「大」咱刚提过了。它这「丑」啊,不光长得像土豆,还一脸麻子呢,就跟月球背面似的,坑洼得厉害。咋回事儿呢?原来灵神星待的那条轨道上「碎屑」太多了,灵神星自个儿质量又不小,在万有引力的撺掇下,那些「碎屑」就不停地往灵神星上砸,砸得它表面坑坑洼洼的。

灵神星可老「富」了呢,就像刚讲的那样儿,灵神星基本上是由铁和镍组成的,要是能把它开采完喽,那就能得到差不多700亿亿美元的财富啊。您知道现在全球GDP总和才110万亿美元呢,这灵神星上的财富,那可太诱人了,馋得人直流口水。

更让人惊掉下巴的发现是,这颗小行星可不是像金属合金似的那么瓷实,而是跟石头似的堆起来的。这么一来,要是把它当成个矿,挖这矿可太容易了,还特别划算呢。不过呢,这也就是根据现有的观测结果做的理论分析。灵神星是不是真像理论上讲的那么美,那就得发射个航天器去瞅瞅真假了。专门为探索灵神星发射的探测器就叫「灵神星探测器」。

【灵神星探测器是什么】

1992年的时候,NASA有个代号「发现」的项目,探测灵神星的计划就打这儿来的。这个项目啊,就想花最少的钱去探探地月之外的深空天体。这项目打一开始就奔着性价比去的,这么一来,灵神星探测器能拿到的预算可就没多少喽,就4.5亿美元。

因为经费的事儿,探测器的个头在一定程度上没法做得太大。可您别小瞧它,该有的仪器设备那是一样不缺。这次探测啊,NASA把能用的新技术全给招呼上了。

灵神星探测器啊,尺寸是3米×2.4米呢,这大小就跟宽一点的小汽车似的。它那太阳能电池板完全展开以后,好家伙,有一个羽毛球场那么大。这么大的电池板可不得了,能让它像个小财神似的,不停地把太阳能变成自己工作要用的电能。还有更厉害的呢,它这块太阳能电池板用的技术那可是比较牛的。

这种新型太阳能板啊,它能把自己产生的电能用来刺激氙气源,然后把氙气变成氙离子呢,这氙离子就被排出去,就能提供特别带劲的推动力了。还有啊,灵神星探测器上搭载的那三大科学仪器,可会给它添不少独特的地方呢:

头一个呢,是专门探测小行星磁场的磁力计。科学家琢磨着灵神星是某个更大行星的地核剩下来的那点残骸,就觉着灵神星的磁场跟咱地球的磁场差不离儿。研究灵神星的磁场啊,对咱们深入了解地球磁场的变化规律可有帮助喽。再一个就是多光谱成像仪啦,这玩意儿能把灵神星的金属和硅酸盐成分分得清清楚楚的,还能提供分辨率挺高的图像,拿来分析灵神星是由啥物质组成的,那是再好不过了。还有一个是中子光谱仪,这光谱仪可厉害着呢,不但能监测伽马射线,还能给磁力计搭把手,一块儿探测灵神星的元素组成,让磁力计对电磁场的度数测得更准呢。

以上三大仪器一块儿工作,就能帮着科学家搞清楚灵神星的年龄还有它是咋形成的,再看看灵神星的形成是不是跟咱地球差不多。这么厉害的仪器会弄出超多的数据,从几千万公里外往地球传,那可得老长时间了,所以灵神星探测器还装了个更牛的激光通信技术呢。

有个新技术,名字就叫「空间激光通信」。它能拿激光给数据搞光子编码,不再用平常的无线电波编码喽。虽说用光子传数据没法让数据跑得更快,可数据的携带密度能提高呢,每秒传的数据那是指数级往上增。

【灵神星探测器的任务】

NASA本打算在2023年10月前后把灵神星探测器给发射出去呢,为啥呀?就想赶紧拿到灵神星的数据资料好搞科学研究呗。灵神星任务有个研究员说:这任务打从立项一直到开始实施,意义可就不只是简简单单探索个小行星了,这可是朝着揭开整个小行星带秘密的道儿上扎扎实实迈了一步呢。灵神星探测任务作为深空探测器,那难度和花费的时间可比探索火星大多了,这任务呢,大体上能分成三个主要阶段。

阶段一呢,就从2021年第一季度起,一直到2023年10月探测器顺利升空为止。这期间啊,主要就是干航天器的挑选、组装、测试还有探测器发射这些事儿。阶段二则从灵神星探测器进入太空开始算,一直到探测器到灵神星那儿,把一系列科研任务都完成。这一阶段得花3到4年呢,大部分时间都是探测器在太空里赶路,真正搞科研的时间可没多少。

阶段三呢,就是灵神星探测器把科研任务都完成了之后,科学家就着手整理数据、给数据归档,再安排航天器退役这档子事儿。要是所有计划都顺顺当当的,灵神星探测器会在2026年1月31日到达灵神星那儿。

【探索灵神星将为我们带来什么?】

灵神星啊,它可不只是矿藏丰富那么简单。除了这个,探索它最厉害的意义呢,就是能回答那个特别深奥的问题:「咱是打哪儿来的呀?」科学家以前就琢磨着,在火星外边的轨道上啊,可能还存在过一颗岩石行星呢。这岩石行星也叫「类地行星」,啥叫类地行星呢?就是那种基本结构和组成跟咱们地球差不离儿或者挺像的行星。你看啊,八大行星里离太阳近的前四颗行星,那可都是类地行星呢。这类地行星啊,对咱找太阳系外适合住的行星来说,也是个特别重要的参考玩意儿。

科学家琢磨啊,那颗岩石行星呢,也不知道咋回事儿,就被大卸八块了,一下子整出了成千上万的小行星。要不啊,咋解释火星和木星的轨道离得那么老远呢?

灵神星可是那颗假想行星最大的残骸呢,它身上藏着一箩筐的秘密和问题。灵神星的核心是固态的铁镍核呢,还是像水似的能流动的呢?要是灵神星以前融化过,那它是咋个融化的呀,是从里往外化呢,还是从外往里化呢?灵神星的组成成分和其他类地行星比起来,又有啥不一样的地方呢?

要是能把上面那些问题给回答了,那可就能帮着咱们在以后更准地搞清楚,咱们地球啊,还有水星、金星跟火星一开始是咋形成又咋变过来的。再往深了说呢,咱们还能去琢磨一个大伙更上心的事儿:以后地球会变成啥样呢?