尋找生命起源的偉大壯舉

伊麗莎白·塔斯克

從神話傳說到火星探險，一直以來，人類都在宇宙中苦苦探尋生命的答案。但是，以往的所有嘗試都不像“隼鳥2”號這樣野心勃勃。

2014年12月，“隼鳥2”號宇宙飛船由日本宇宙航空研發機構發射升空，旨在探尋小行星上是否具有生命起源的跡象。小行星是行星形成過程中的殘留碎片，就像宜家家居組裝完成后剩下的配件。大多數小行星在火星與木星的軌道之間圍繞太陽運轉，而“隼鳥2”號需要采集巖石樣本的小行星的軌道位于火星與地球軌道之間。

這樣一個飛行距離意味著“隼鳥2”號要到2018年年中才能到達1999 JU3小行星。到達小行星只是任務的前奏，一旦著陸，“隼鳥2”號就要開始投入探尋小行星的過往歷史，甚至太陽系的生命起源等一系列偉大的壯舉中。如果說“菲萊”登陸彗星就像脫箭入靶，那么，“隼鳥2”號還要在箭里塞滿移動的微型“科學家”，隨箭射入靶心，對箭靶進行探索，然后再將箭帶回來。

“隼鳥2”號的主要任務是尋找與地球上相匹配的水和氨基酸的存在跡象。水和氨基酸是合成蛋白質和形成生命的主要物質，如果能找到，那我們將有證據證明小行星擁有孕育生命的種子，并且具有對生命至關重要的介質。

“隼鳥2”號的目標小行星的直徑只有1000米，體積很小，引力太弱，無法容納液態水。但科學家之前對此小行星進行的觀測發現，它的黏土層中含有水，這就意味著這顆小行星曾經是某個較大行星的一部分，并且這顆較大行星的引力允許液態水的存在，然后星球消失了，只剩下如今的殘骸——小行星。“隼鳥2”號打算先對巖石進行勘探，確定黏土層的位置，然后開始著陸。

“隼鳥2”號在小行星上收集完樣本后就會將它們帶回地球，而不是在太空中完成整個分析過程。這次著陸必將危險重重，因為飛行器與地球之間的對話存在延時，人類無法實時指揮，“隼鳥2”號只能自行著陸。

┋1. 實現接觸

為了順利著陸，“隼鳥2”號需要提前擲下一個目標反射標志，這個標志中裝滿了小球，使它可以像沙包一樣降落在小行星表面，一旦穩定下來就可以反射光線幫助下降中的飛行器確定位置。“隼鳥2”號下降至距離小行星表面不到30米處時，會開啟四個激光器以幫助其盡可能精確地降落到指定地點。在小行星較弱的引力的作用下，著陸過程將是短暫而緩和的，如果撞擊力太大，著陸艙很可能被彈回空中。然而，“隼鳥2” 號的首要目的是收集樣本，因此，它的解決辦法就是向小行星發射子彈頭。

┋2. 發射子彈

這顆重量為5 克的子彈以300米/ 秒的速度擊中小行星表面，爆炸彈起的塵埃會由

“隼鳥2”號的搖臂收集到樣本容器里。

盡管事先投入了大量時間進行計劃和準備，但著陸的風險還是非常大的。從名稱我們就可以知道，“隼鳥2”號是一架后續機型，在2003年至2010年，此前的“隼鳥”號曾造訪過另外一顆小行星。在“隼鳥”號著陸過程中，導航激光器在著陸點發現障礙物，降落自動停止。稍后，“隼鳥”號繼續下降、反彈（“菲萊”的著陸過程也是如此），到達小行星表面后在那里停留了半小時之久，而非事先計劃的數秒。日本北海道大學的副教授橘省吾是“隼鳥2”號任務的首席研究員，他就此評論說：“停留如此之久是非常危險的，小行星表面的溫度非常高（接近1 0 0 ℃），飛行器不宜在此久留?！?/p>

“隼鳥”號成功地實現了二次著陸，但由于撞擊小行星表面的子彈頭的點火系統出現故障，這讓大家對它采集到的樣本的數量擔心不已。這一次，“隼鳥2”號的研究團隊對子彈點火系統非常自信。盡管如此，為了防止出現意外，他們還是制訂了備選方案。

┋3. 齒狀收集器

用來收集小行星表面物質的搖臂底部邊緣呈齒狀排列。“隼鳥2”號從小行星地表升起時，這些齒狀結構會將表層松散堆積的巖石拋向空中，然后，飛行器降低速度，讓這些快速移動的沙礫碎片落進樣本容器里。

┋4. 長時間停留

“隼鳥2”號不能在小行星表面四處活動，因此，它的“副手”——“福神”號（MASCOT，即“小行星表面移動探測器”首字母的縮寫——譯者注）小型登陸器將代替它完成探險?！案Ｉ瘛碧柕顷懫饔傻聡头▏难芯繄F隊研發制造（這個團隊也是“菲萊”的研發者），它將對小行星進行零距離分析。借助廣角相機，“福神”號可以拍攝到“隼鳥2”號即將采集的微小巖石的周圍布局。此外，它也會釋放一個小流浪者探測器，對這個迷你巖石世界做進一步探索，從相對廣闊的范圍提供地質信息。同時，還可以測試小行星微引力環境下探測器的機動性。

┋5. 多次觸地

與此同時，“隼鳥2”號返回空中準備做二次著陸。通過第二、第三次觸地，“隼鳥2”號可以收集到不同地點的巖石樣本?！蚌励B2”號第三次觸地的目的是采集到小行星地表以下的物質。這一次，它需要的就不再是指甲蓋大小的子彈頭了。

┋6. 大炮彈

沖突裝置是一個2.5千克重的扁平銅盤，可以在微重力的作用下飄浮在小行星表面。從飛行器釋放出來后，彈載計時器會觸發固著在其表面的重達4.5千克的炸藥，銅盤瞬間變身為一枚炮彈，以2千米/ 秒的速度沖向小行星表面，炸出一個直徑10米的大坑。爆炸前預留有一點時間，供“隼鳥2”號后撤以避免炸彈殘骸對其造成傷害。每個人都不想錯過爆炸的精彩瞬間，因此，“隼鳥2”號會釋放一個可拆卸的攝像頭對爆炸過程進行錄制。你可以在日本宇宙航空研發機構的演示動畫中觀看這個精彩鏡頭的模

擬視頻。

爆炸完全結束后，“隼鳥2”號才開始它的最后一次收集任務。

┋7. 返程之旅

三次著陸之后，“隼鳥2”號將飛離小行星，向地球駛去。為期一年的返程結束后，飛行器將于2 0 2 0年年底抵達地球，降落地點為澳大利亞內陸地區。屆時，珍貴的樣本艙將被轉移至研究機構進行開封研究。研究團隊認為，采集到的巖石沙礫中很可能具有與地球上相匹配的水和氨基酸。

水是生命之源。地球上水的存儲量很大，但這些水到底源自哪里，仍然是一個未知之謎。因為與太陽距離較近，擠壓在一起形成地球的巖石顆粒溫度太高，不可能允許冰的存在，所以地球形成的最初階段很可能是一個干燥無比的星球，如今海洋里的水很可能是后來由攜帶冰的隕石撞擊地球而帶來的。這個“巖石—隕石”的來源推測一直飽受爭議，但有證據顯示，水有可能源自小行星。

研究表明，小行星上出現水后，氨基酸——組成蛋白質和生命的主要成分——也形成了。而且，小行星上發現的氨基酸似乎都是左手性氨基酸，這一點也跟地球相同。就如人有左右手一樣，氨基酸也有兩種呈鏡像的反射類型，即左手性和右手性（詳見本刊2015年第2期《生命中的非對稱性是怎么形成的？》）。實驗中，人們可以制造數量相同的左右手氨基酸，然而，出于某種未知的原因，地球生物都對左手性氨基酸具有強烈的偏好，即組成地球生物的氨基酸均為左手性氨基酸。如果“隼鳥2”號能證實1999JU3小行星上存在左手性氨基酸，就能說明地球上的生命之所以都由左手性氨基酸構成，是因為小行星最初帶來的只有左手性氨基酸。

如今，這塊游蕩于宇宙空間的巖石（小行星），很可能就是十幾億年前撞擊干燥地球并帶來生命原始材料的那顆小行星的姐妹星。如果“隼鳥2”號能不負眾望地順利完成任務，相信我們很快就能知道答案了。