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隼鸟2号小行星探测器

日本发射的小行星探测器

隼鸟2号小行星探测器是日本宇宙航空研究开发机构发射的“隼鸟”的后继探测器，也是人类的第四次针对小天体（小行星和彗星）的着陆探测任务。“隼鸟2号”于北京时间2014年12月3日12时22分由H-2A运载火箭搭载从种子岛宇宙中心发射升空。于2018年中旬与小行星1999 JU3相遇对其进行探测，并携带样本物质于2020年末返回地球。

发射升空
据日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）网站报道，日本“隼鸟2号”小行星探测器于北京时间12时22分由H2A运载火箭搭载从种子岛宇宙中心发射升空。“隼鸟2号”是“隼鸟”的后继探测器。此次发射利用火箭剩余空间，同时把九州工业大学等开发的小型卫星“深远2号”等3枚小型卫星一同发射升空。
发射背景
第一代探测器“隼鸟号”，是世界首次对小行星进行物质取样并带回地球的“试验机”，经过曲折的行程，于2010年成功返回地面。“隼鸟号”在2005年抵达了距离地球约1.8亿英里(约2.9亿公里)的小行星“系川”，然而探测器最终却未能成功释放着陆器，历经波折，但最终仍然取到了少量样品并安全带回了地球。“隼鸟2号”的使命是扫清技术上的问题点和课题后，进行真正的探索。
探测目标
据了解，此次探查的小行星是“1999JU3”上有含水和有机物的岩石。担任科学负责人的名古屋大学教授渡边诚一郎说：“通过对带回的物质进行分析，可探明水和有机物产生了怎样的化学反应、矿物又是怎样参与了生命的进程。”
据悉，“隼鸟2号”2018年到达小行星后，再经过约一年半时间的滞留，除让小型着陆机“密涅瓦2号”着陆调查以外，还发射子弹采集物质。“隼鸟号”曾只是采集表面物质的样本，而此次“隼鸟2号”除了要采集2次表面物质以外，还要采集1次地下物质。
2023年3月消息，龙谷上在小行星上发现外星生命分子。
科学仪器
隼鸟2号的重量为609公斤，在探测器家族里并不算特别大，但它却拥有遥感、巡视和取样探测等三方面的内容。隼鸟2号上安装了四台遥感成像仪器。其中，光学导航相机（ONC）与一般概念中的摄像机的工作原理基本相似，在隼鸟2号飞行和着陆的过程中承担探测器“眼睛”的任务，用所拍摄的图像为飞船导航。而近红外光谱仪、热红外成像仪等科学仪器，则可以利用肉眼无法识别的红外信号，对龙宫小行星表面的物质成分和温度进行探测。此外，还有一台光学雷达，可以向小行星表面发射激光，通过测量激光反射回探测器所需的时间获取小行星的地形地貌数据。
隼鸟2号上携带的小行星巡视器，采用了一种有趣的移动方式：他们并没有安装轮子，想要移动时就要像蛤蟆温度探测器。而巡视器跳跃的动力来自于其内部的飞轮产生的力矩，通过改变力矩的方向和大小可以控制跳跃的速度和方向。
探测历程
在隼鸟二号还没发射的时候，科学团队已经通过地面观测初步确定了龙宫小行星的大致形状、自转周期、自转轴等信息，为了实现安全采样设计了针对龙宫小行星采样选址的工作流程。
北京时间2014年12月3日12:22许，“隼鸟-2号”探测器由一枚H-2A火箭从种子岛宇宙中心成功发射。
2018年6月底，抵达小行星“龙宫”。隼鸟二号开始自主采样选址工作。距离小行星20公里时，创建小行星的三维模型，并根据对于采样的地形参数方面的基本工程型约束得到小行星表面的安全指数地图，选取17个初步采样点。距离小行星6公里时，拍摄预选区的光学影像，通过视觉定性评价各个预选区的地形条件，并将候选采样区从17个降至为7个。距离小行星5公里时，对7个候选采样选址区的科学价值、地形安全度和可采样性进行了分析并通过这3个选址因素的分析结果对候选采样区进行综合评价，计算了最大直径大于3m的岩石分布情况，根据岩石丰度计算结果得到了1个主采样区和2个候选采样区。
2019年2月和7月进行了两次着陆和采样任务。隼鸟-2号的着陆过程可分为初始下降段、自主下降段、星表相对下降段。探测器首先根据地面/星上反馈回路进行了一系列水平方向的机动，以消除与标称轨迹间的误差。在到达星表上方100m后，探测器进入自主模式并释放人工信标。类似地，探测器通过在光学图像中跟踪信标、调整自身姿态与当地水平面垂直，并最终从5m处自由落体至目标天体表面，最终着陆精度达到了3.5m。收集“龙宫”表面样本并发现了水合矿物质，这或能帮助科学家确定小行星是否将水带到地球上。
2019年4月，“隼鸟2号”向“龙宫”表面发射了一枚金属弹，造成了一个大约10米宽的撞击坑，探测器随后收集了被金属弹激起的物质，并计划将其带回地球进行分析。
返回地球
2019年11月13日，开始返回地球的旅程，而它的任务目标——小行星“龙宫”被抛在身后。在11月18日之前摆脱“龙宫”微弱的引力，12月使用它的推进器推动自己返回轨道。
2020年12月5日，隼鸟2号在地球附近和回收舱（密封舱体具直径40厘米）成功分离。
2020年12月6日3时，“隼鸟2号”把来自小行星的第一个地下物质样本扔到南澳大利亚沙漠的南部沙漠地带的伍麦拉火箭试验场。由宇宙航空研究开发机构派遣至澳大利亚的工作组借由澳洲空军之协助对其回收，未来会回收舱空运回日本用于科研。
日本小行星探测器隼鸟2号回收舱在澳大利亚南部着陆。
隼鸟2号探测器运作正常，为充分利用机体残存燃料，已变更其飞行轨道，转向小行星1998 KY26方向，2031年7月抵达。
探测发现
2022年6月6日，据日本经济新闻报道，日本宇宙航空研究开发机构的小行星探测器“隼鸟2号”从小行星“龙宫”带回地球的沙子样本中，发现了“生命之源”——氨基酸。这是首次在地球以外确认氨基酸的存在。
2022年6月7日，据日媒报道，日本文部科学省称，科学家在小行星探测器“隼鸟2号”采集的样本中检测到20多种氨基酸。这是首个在地球外存在氨基酸的证据，对理解这些至关重要的有机分子如何到达地球具有重要意义。
2022年9月23日，日本宇宙航空研究开发机构宣布，日本“隼鸟2号”探测器采集并通过回收舱带回地球的小行星“龙宫”岩石样本中含有液态水。
2022年10月21日消息，日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）、东京大学、九州大学等的团队宣布，从探测器“隼鸟 2 号”带回的小行星“龙宫”沙粒样本中检测出了气体，据悉这是世界首次将小行星的气体直接带回地球。 对这些气体开展分析能揭示“龙宫”小行星的历史，有助于科学家们进一步梳理太阳系的演化历程。
2022年12月21日新华社东京电，日本宇宙航空研究开发机构、京都大学、九州大学等组成的研究团队20日发布新闻公报说，他们通过分析“隼鸟2”号探测器从小行星“龙宫”带回的样本发现，“龙宫”表层的水几乎都消散于宇宙空间，证明了“龙宫”的表面物质正经历着太空风化。
2023年2月23日，日本九州大学的团队在《科学》杂志上发表研究成果称，在日本小行星探测器“隼鸟2号”采集的小行星“龙宫”的沙粒样本中，含有约2万种有机化合物。报道称，这其中至少有20种氨基酸，以及构成蛋白质的材料物质。对此，有学者认为，氨基酸是通过陨石从太空带到地球的。
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