宇宙印象 深度科普栏目第445期 2014年10月13日,NASA月球勘测轨道器的相机出现异常。月球勘测轨道器相机通常用于拍摄月球表面美丽的高清图像,当时拍摄的图像混乱且抖动。根据图像上突然出现的错乱图案,LROC团队判定相机一定是遭到一颗微小陨石的撞击。LROC是安装在LRO飞船上由三台照相机组成的系统。两台窄角相机用于捕获高分辨率黑白图像。第三台广角相机使用过滤器捕获中等分辨率的图像,以提供有关月球表面的性能和颜色等信息。
NAC通过一次捕获图像的一行来构建一幅完整图像。当相机捕获图像第一行,航天器的轨道相对于月球表面移动相机,并捕获下一行,依此类推,最终捕获的数千行图像合成完整图像。ASU地球与空间探索学院LROC的教授兼首席探究员Mark Robinson表示,拍摄的图像的抖动源于相机突然的剧烈跨轨振荡。LROC研究人员推断,左侧窄角相机一定发生了短暂的剧烈运动。
在这段时间内,并未发生太阳能电池板运动或天线移动等可能造成飞船抖动的事件。 Robinson表示,即使出现这种情况,产生的抖动也应该同时影响两台相机。唯一合乎逻辑的解释就是NAC受到陨石的撞击。在设计LROC时,研究人员制定了详细的计算机模型,以确保NAC在发射航天器产生严重振动时不会失效。在发射前,通过将NAC连接到模拟发射的振动台对计算机模型进行测试。相机成功通过测试,证明其稳定性。
利用这个详细的计算机模型,LROC团队进行计算机模拟,看能否重现10月13日图像中看到的扭曲,并确定撞击相机的陨石的大小。他们估计,撞击陨石大小约为针头的一半(0.8毫米),速度约为每秒4.3英里(7公里),密度相当于普通球粒陨石(2.7克/立方厘米)。
像这样发生在相机上的事件有多罕见?Robinson表示这非常罕见。LROC通常仅在白天捕获图像,仅占一天的10%,因此相机在拍照时被命中,在统计学上几乎不可能发生。LROC被击中后能幸免于难并继续探索月球,这要归功于Malin空间科学系统的强大的相机设计。
NASA位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心的LRO项目科学家John Keller表示,由于撞击没有对相机的健康和安全造成技术问题,研究团队目前只宣布这一事件是一个有趣的案例,说明如何以前所未有的方式使用工程数据来理解距离地球236,000英里(38万公里)的航天器究竟发生了什么。
自2008年6月18日发射升空,LRO利用其携带的七个强大仪器收集了非常宝贵的数据,为我们认识月球作出了宝贵的贡献。NASA戈达德项目副主任、科学家Noah Petro说,LROC NAC遭到陨石撞击提醒我们,LRO持续暴露在危险的太空中。随着我们继续探索月球,它提醒着我们这些返回数据的宝贵性。
LRO由NASA戈达德太空飞行中心管理,是NASA发现计划的一个项目。发现计划由NASA位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔航天中心管理,马歇尔航天中心由位于华盛顿的NASA总部的科学任务委员会管理。