天外揭密》上小行星採樣本，7年後回地球 美國「歐西里斯─REx」探測器升空

美國第一部小行星（asteroid）採樣探測器「歐西里斯─REx」（OSIRIS-REx）8日傍晚順利發射升空，向一顆近地小行星「貝努」（Bennu）前進，展開為期7年的採樣探測任務。「歐西里斯─REx」預計在2023年9月24日帶著採集到的樣本，藉由降落傘在猶他州的沙漠著陸。

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「歐西里斯─REx」由「擎天神5號」（Atlas V）火箭載運，8日從美國佛羅里達州卡納維拉角空軍基地（Cape Canaveral Air Force Station）發射。它將用2年半時間測繪貝努並採集樣本，供科學家進一步研究太陽系形成和地球生命起源，以及太陽系中對地球有潛在威脅的天體。

小行星樣本研究有望解開生命起源之謎

小行星是45億年前太陽系形成時遺留的天體，科學家懷疑，小行星可能是地球和其他行星的有機分子及水的來源，而這些有機分子或許是生命的原始型態。若能從小行星取得未受汙染的樣本，科學家能針對太陽系形成、生命起源，以及小行星撞擊地球的潛在危險進行分析和研究，其成果將遠遠超越太空任務或隕石研究。

美國航太總署（NASA）希望「歐西里斯─REx」至少可以帶回60公克的碎石和塵土樣本研究，「歐西里斯─REx」至多有三次機會達成目標。之後，「歐西里斯─REx」將在2021年3月離開貝努，而樣品回收艙則會在2023年9月24日著陸猶他州沙漠，並送至德州休士頓（Houston）的詹森太空中心（Johnson Space Center）分析研究。

參與「歐西里斯─REx」任務的英國科學家法蘭奇（Ian Franchi）相信，採樣任務是太空探索的未來。法蘭奇表示，實驗室裡的研究設備很多都比房車還要大，因此，在地球上可對樣本進行多樣的研究，而出任務時，太空人囿於設備，能做的研究有其限制。比如精確的溫度控制、繁瑣的準備步驟，以及對樣品物質的定年研究，都無法透過遠端操作達成，而必須在地球的實驗室裡進行。

小行星何其多 為什麼選貝努？

已知的小行星有逾50萬顆，為什麼科學家就瞄準貝努呢？

首先，貝努軌道接近地球，屬於近地天體（NEO），同時其軌道和地球相似，離心率（eccentricity）和傾角（inclination）都不大，採樣探測器較容易抵達。2008年科學家選擇目標小行星時，在超過7000顆近地天體中，只有192顆小行星的軌道符合要求。

其次，科學家考慮的是小行星的直徑。直徑小於200公尺的小行星旋轉非常快速，極可能留不住表土的物質。因此，理想的目標小行星直徑應大於200公尺，如此一來，探測器可以安全地接觸表面採得樣本。

軌道條件與體積大小都符合要求的小行星，約只有26顆，其中僅有5顆富含碳且存在已久。這表示它們在近40億年前生成以來，化學成分沒有多大改變，而且包含有機分子、易揮發物質（volatiles）和胺基酸（amino acid）。

經過層層篩選，科學家選中貝努作為「歐西里斯─REx」計畫的採樣目標。貝努是一顆「B型」（B-type）小行星，通體黝黑，直徑約500公尺，繞太陽公轉一周需436.604天。貝努每6年會以30萬公里近距離掠過地球一次，科學家預測它在22世紀（西元2111年至2200年）有可能撞擊地球。

陽光、推力、軌道 研究「亞爾科夫斯基效應」

「歐西里斯─REx」肩負的另一項任務，是研究亞爾科夫斯基效應（Yarkovsky effect）。小行星吸收陽光和釋放熱量時，會產生的微小的推動力，改變運行軌道。準確來說，這個推動力，來自於一個旋轉物體在太空中吸收的的帶有動量（momentum）的熱量光子（thermanl photon）。亞爾科夫斯基效應在直徑10公分至10公里的小型天體上較為明顯。

「歐西里斯─REx」任務的主任研究員羅瑞塔（Dante Lauretta）表示，小行星必須將吸收的能量輻射出來，這些能量就像推進器一樣，改變小行星的軌道。若想預測貝努這類的天體的運行，就必須充分了解亞爾科夫斯基教應。

亞爾科夫斯基對小行星軌道改變的幅度非常微小，但這些偏移累積數世紀後，可能升高小行星撞擊地球的危險。