NASA首个特洛伊小行星任务迎来新进展 “露西”装上第二台科学仪器

来源:前瞻网发布时间:2021-01-08

美国宇航局的“露西”任务离发射又近了一步,因为“露西”热发射光谱仪L'TES已经成功集成到飞船上。

NASA首个特洛伊小行星任务迎来新进展 “露西”装上第二台科学仪器

图片来源:NASA/ASU

位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的露西项目经理唐雅·道格拉斯-布拉德肖说:“三种仪器中的两种能集成到飞船上是一个令人兴奋的里程碑。”“L'TES团队的奉献精神和决心值得称赞。”

“露西”将是第一个研究特洛伊小行星的太空任务,特洛伊小行星是太阳系外行星的剩余组成部分在木星的距离绕着太阳运行。这项任务名字源于于人类祖先的化石(发现者称其为“露西”),其骨骼为人类进化提供了独特的视角。同样,“露西”任务将彻底改变我们对行星起源和40亿年前太阳系诞生的认识。

尽管特洛伊小行星距离太阳几亿公里远,但阳光仍然使它们发热,使它们发出远红外线辐射。L'TES采用直径15.2厘米的望远镜来探测这种辐射,并将入射的能量聚焦到一个小型探测器上。因此,L'TES就像一个远程温度计。

从技术上讲,L'TES并不是一个成像仪,尽管它可以测量小行星上不同点的温度,并将这些温度结合起来,生成一幅地表属性的“图片”。

NASA首个特洛伊小行星任务迎来新进展 “露西”装上第二台科学仪器

“露西”的另一个光谱仪(L’Ralph上的LEISA)将检测小行星的表面组成,而L'TES将通过测量热惯量来检测风化层的物理性质。热惯量是测量物体加热或释放热量的速度。小颗粒的热惯量低;例如,海滩上的沙子白天热得很快,晚上又冷得很快。而大颗粒的热惯性大,与沙子相比,人行道白天加热缓慢,晚上冷却缓慢。通过测量小行星上一天中不同时间的温度,科学家们就可以测量热惯性,从而推断出风化层中有多少灰尘、沙子或岩石。

L'TES还可以探测到单个小行星上存在的任何热惯量差异,这是地球上的望远镜无法探测到的。

因为L'TES是一个点光谱仪而不是成像仪,它在典型的探测中产生的数据量比其他仪器要少得多。但它的相对简单性使得仪器副首席研究员维多利亚·汉密尔顿夸赞它是“小小仪器用处多多”的绰号。根据设置,L'TES可以每0.5秒、1秒或2秒产生一个频谱。

L'TES是由亚利桑那州立大学的一个团队建造的,由仪器首席研究员Phillip Christensen和仪器副首席研究员Victoria Hamilton领导。该仪器是基于OSIRIS-REx的OTES (OSIRIS-REx热辐射光谱仪)。L'TES保留了其前身的大部分硬件,但电子设备被 EMIRS (阿联酋火星红外光谱仪)的电子设计所取代, EMIRS是阿联酋火星任务中的一种仪器。像其前辈一样,在L'TES里面有一颗大钻石,它是一个分光器。

该仪器于12月13日抵达洛克希德·马丁太空公司,并于12月16日成功集成到飞船上。通过测量特洛伊小行星的温度,L' tes将为研究小组提供关于小行星表面物质属性的重要信息。由于航天器无法在这些高速碰撞过程中降落在小行星上,该仪器将让研究小组推断小行星表面的物质是松散的,像沙子,还是固结的,像岩石。此外,L'TES将利用4至50微米波长范围内的热红外观测收集光谱信息。

该仪器的首席研究员菲尔·克里斯滕森说:“在建造这台仪器的过程中,我们的团队在设计、制造和操作类似的热辐射光谱仪方面都有丰富的经验,比如奥西里斯-雷克斯和火星全球探测器。”“每个仪器都有独特的挑战,但根据我们的经验,我们希望L'TES能给我们提供关于这些神秘物体的不一样的数据,以及可能带来的一些惊喜。”

尽管新冠大流行面临诸多挑战,但“露西”项目仍按计划于2021年10月启动。

“我一直对这个团队处理面前任何挑战的机敏和灵活性印象深刻。”西南研究所的首席研究员哈尔·莱韦森(Hal Levison)说,“就在5年前,这项任务还只是一个纸上的想法,而现在我们已经组装、测试了航天器的许多主要部件和有效载荷,并准备就绪。”

除了L'TES,“露西”最近还安装了高增益天线,它将使航天器与地球通信,用于导航和数据收集,以及精确测量特洛伊小行星的质量。此外,“露西”还将拥有最高分辨率相机L'LORRI,由约翰霍普金斯应用物理实验室(Johns Hopkins Applied Physics Laboratory)制造,计划于11月初安装。“露西”剩余的科学仪器——彩色成像相机和红外光谱仪——L'Ralph预计将于2021年初交付。 


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