美国宇航局对一颗“蓬松”小行星进行了采样，可能蕴含着我们存在的线索

但丁·劳雷塔 (Dante Lauretta) 没有想到这颗小行星的表面会是“蓬松的”。

当 NASA 的 OSIRIS-REx 航天器降落到小行星 Bennu 以获取其表面物质样本时，任务首席研究员 Lauretta 和他的团队知道这个过程会留下印记——无论是在行星科学上还是在岩石本身充满巨石的表面上。作为其首次从小行星上取回样本的任务，航天局选择了一个目标，该目标包含太阳系形成时留下的未改变的物质。

“我们原本以为最多挖一个 30 厘米的小坑，”劳雷塔说道，他也是亚利桑那大学月球与行星实验室的董事教授。他说，但贝努表面的物质非常松散，“我们在表面炸出了一个 8 米宽的洞。”（这是一个直径超过 20 英尺的陨石坑。）

劳雷塔说，在详细研究了 2020 年 10 月的着陆事件后，行星科学家确定贝努表面的物质堆积得相当松散，有点像尘埃团。本周发表在《科学》和《科学进展》杂志上的两篇论文描述了这些细节。

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明年，OSIRIS-REx 将把贝努的样本送回地球，供世界各地的科学家进行更深入的研究，届时这些信息将发挥重要作用。样本返回任务的目标是揭示我们太阳系这一角落的起源，甚至可能揭示导致地球生命进化的化学反应。这颗小行星的内容物特别独特，因为它们从未经历过与火星等行星的岩石相同的性质变化过程。

“任何一位称职的地质学家都会说，‘除非你知道岩石的来源，否则你无法真正理解它。’主岩在哪里？周围的环境是什么？”劳雷塔解释道。“这正是 OSIRIS-REx 对我们的样本地点所做的。”

这意味着要弄清楚贝努表面到底有多“松软”。 此次任务的团队使用两种不同的方法确定了贝努表面物质（岩石轨道体上的一层称为“风化层”）的体积密度。 劳雷塔和他的同事分析了航天器着陆前后拍摄的采样点图像，其结果发表在《科学》杂志上。 与此同时，该任务风化层开发工作组首席研究员、西南研究所科学家凯文·沃尔什分析了小行星对这艘汽车大小的航天器施加的力——换句话说，OSIRIS-REx 的着陆到底有多软。 这些结果发表在《科学进展》杂志上。

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他们各自得出的答案是，这是一次令人吃惊的软着陆。劳雷塔说，虽然普通岩石的密度约为每立方米 3,000 公斤，但贝努表面物质的体积密度约为每立方米 500 至 700 公斤。

沃尔什解释说，科学家们研究的另一个指标是贝努风化层的凝聚力，即不同颗粒（如面粉团或可可粉团）粘合在一起的强度。他的分析显示，“表面[材料]基本上没有粘结力。”

当 OSIRIS-REx 着陆在贝努上时，该航天器正在执行一项对 NASA 来说很新颖的操作：它用一个机械臂短暂地亲吻小行星，这种机械臂被称为“触碰式样本采集机制”（TAGSAM），向表面物质喷射少量氮气以搅动它，然后吸入一些灰尘、颗粒和鹅卵石到样本收集容器中返回地球。

“气体一释放，到处都是东西，”沃尔什在观看着陆视频时说道。“就像一场飓风，”他回忆道，松散的颗粒和岩石碎片在 TAGSAM 臂周围翻腾。

降落过程本身就极具挑战性，因为风化层密度不足以对着陆航天器施加推力。“如果我们没有启动推进器开始远离小行星，我想我们就会完全坠入其中，然后消失得无影无踪，就像流沙一样，”劳雷塔说。

OSIRIS-REx 发现贝努上的粘土中封存着水，因此劳雷塔认为这颗小行星的巨石本身可能是多孔的，并非固定在一起的。可以把它想象成用海滩上干涸的沙子建造的一座滴水城堡。如果受到轻微的力量（人的脚或风）破坏，它很容易坍塌成一堆松散的沉积物。

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一旦样本于 2023 年 9 月返回地球，科学家将有机会测试为什么贝努的风化层如此松散——以及更多。劳雷塔说，这些材料将接受“一系列测试”；它将在四大洲的实验室中进行矿物学和化学研究，使用不同的同位素来确定小行星的年龄，以及有机分子和水等挥发物，这些物质可能揭示地球如何变得宜居。也许像贝努这样的小行星在地球发展的关键时刻将水带到了地球上。

来自贝努的样本并不是第一块被如此细致研究的太空岩石。几十年来，从其他行星上脱落并坠落到地球表面的陨石一直是科学研究的对象。但这些岩石受到了地球大气层的污染，甚至可能被改变，这使得很难确定它们的来源。“它们是来自太空的随机样本，没有任何背景信息，”劳雷塔说。

原始样本必须直接从其来源处获取，并在穿越地球大气层的过程中小心保护。虽然 OSIRIS-REx 任务将是 NASA 首次从小行星带回岩石，但日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 最近对小行星龙宫进行了类似的任务，即隼鸟 2 号。之前的 JAXA 探测器隼鸟号瞄准的是岩石含量更高的丝川小行星。当样本于 2010 年返回时，该团队认为它未能带回任何物质。但在打开收集器后，他们发现了一些岩石颗粒。最终，这三个任务都将为早期太阳系的模型提供关键数据。

OSIRIS-REx 继 Bennu 之后还有第二个目的地。当航天器返回地球时，它将通过降落伞将样本返回舱投放到犹他州沙漠的一个地点。探测器的其余部分将继续执行一项名为 OSIRIS-APEX 的延长任务，绕行另一颗近地小行星阿波菲斯。

OSIRIS-APEX 不会从这颗小行星上采集任何样本，但会在轨道上对这颗小行星进行为期 18 个月的研究。它还将执行与样本返回类似的操作，即接近阿波菲斯的表面并启动推进器以暴露其正下方的情况。这一过程可能会揭示，像贝努这样的“蓬松”表面更像是一种常态，而非例外。