捕获小行星碎片并将其带回地球比耗时还要困难。美国宇航局的OSIRIS-REx宇宙飞船于2016年9月8日发射，并于2018年12月31日开始绕着摩天大楼大小的小行星Bennu运行。2020年10月20日，它在贝努表面短暂着陆，收集了这块古老岩石的样本。仅仅六个多月后，宇宙飞船的一部分开始了返回地球的旅程。今年秋天早些时候，这个样本收集罐通过降落伞降落在盐湖城以西约80英里的犹他州国防部试验场。那个罐子里的东西比地球本身还要古老。科学家们将对它们进行数十年的研究，以期揭开地球上生命起源的神秘面纱——但他们已经了解到足够让他们兴奋的东西。
在史密森尼播客最新一期的《还有更多》(There 's More to That)节目中，我与《航空与航天》杂志(Air & Space)的前编辑琳达·夏纳(Linda Shiner)聊了聊OSIRIS-REx任务的挑战和胜利，以及科学家们希望它能告诉我们地球上的生命是如何开始的。
以下是谈话实录。订阅“There 's More To That”并收听J. Robert Oppenheimer过去的剧集，海洋之门泰坦灾难，花月杀手等，请在Apple播客，Spotify或任何您获得播客的地方找到我们。
[2023年10月11日，来自德克萨斯州休斯顿约翰逊航天中心的NASA电话会议片段]
克里斯·克莱姆克:今年秋天早些时候，一艘太空舱降落在犹他州的沙漠中。这听起来像是《x档案》(The X-Files)里的情节，但这实际上是一次计划了20年的着陆。
克莱姆克:在地球绕太阳运行一年的过程中，它偶尔会经过附近的一颗小行星:一颗直径约为三分之一英里的小行星，名为本奴。“本努”与太阳系的其他行星几乎同时诞生，所以科学家们希望通过研究这颗小行星，我们能得到一些关于地球上生命起源的线索。因此，在2016年，经过多年的准备，美国宇航局的一艘宇宙飞船离开地球，前往本努。它于2018年抵达那里，花了两年时间绘制小行星表面的地图，直到最终着陆。它于2020年从本努表面采集了一份尘埃和岩石样本。两年多过去了，样品现在已经到了。这次任务的首席科学家但丁·劳雷塔(Dante Lauretta)说，他已经对样本的早期发现感到兴奋。
克莱姆:那么这一切意味着什么呢?你怎么让宇宙飞船在小行星上着陆呢?为什么美国宇航局对一小块太空岩石如此兴奋?
这是史密森尼杂志和PRX制作公司的“还有更多”节目，在这个节目中，我们可以让自己对45亿年前来自太空的尘埃粒子感到一点高兴。这一集是关于一个名为OSIRIS-REx的任务。我是Chris Klimek。我们准备发射吧。
我在史密森尼航空航天杂志工作了7年，报道了许多美国宇航局的任务，包括2016年发射的OSIRIS-REx。所以当样本收集舱返回地球时，我很清楚该给谁打电话。琳达·夏纳是《航空与航天》杂志的编辑，也是我以前的老板。我们又回到了过去的玩笑中。
克莱姆克:如果你不用查字典就能破译OSIRIS-REx这个缩写，你就可以免费得到一本史密森尼杂志。
琳达·夏纳:这是问我的问题吗?
克莱姆克(旁白):为琳达辩护，这个缩写有点拗口。OSIRIS-REx代表起源、光谱解释、资源识别和安全风化层探测器。你可能已经猜到了，对吧?
夏纳:丹特·劳雷塔是这次任务的首席科学家，他提出了这个想法。他在记者招待会上说我们可以责怪他。所以我们会责怪他。
克莱姆克:所以我们要把这个问题一直推回去。九月底，一个装有岩石样本的罐子空降到了犹他州的沙漠中。为什么这很重要?
夏纳:这是第一次有这么多的小行星返回地球。这不是第一个探索小行星的任务，但这是美国宇航局第一个从小行星上带回样本的任务。NASA想要这些样本的原因是他们不能把实验室带到太空。他们可以携带小型仪器进入太空，拍摄小行星、彗星和行星的照片，并通过一种叫做摄谱仪的机器分离它们反射的颜色来分析它们。但要做一个真正彻底的分析，他们需要把这些东西的碎片带回地球，在实验室里进行测试。
克莱姆克:他们希望通过研究大小行星本努的这些小碎片来了解什么?
夏纳:最大的问题是:“地球上的生命是从哪里来的?”美国宇航局所有的探索，几乎都是在行星系统中，都是朝着这个方向进行的。所有的火星探测器都在寻找同样的东西。他们在火星上用自己的探测器上的小实验室进行测试，这些实验室当然比地球上的实验室要弱得多，为了找出火星的物质是什么以及火星上是否有水。这是对火星的比较研究。我们认为火星是一颗死行星。我们还没有证实那里没有微生物，但我们相信那里有。地球不是。地球上充满了生命。问题是:在这些内行星中，地球是唯一一个可以孕育生命并维持生命的行星吗?他们相信，这些答案就包含在构成行星、小行星甚至太阳的原始成分中。这就是为什么他们正在研究小行星本努。
克莱姆:谢谢。这是地球上实验室里的一块物质，但它比地球上的任何物质都要古老。
夏纳:比地球上任何物质都要古老，而且从来没有受到地球所受到的力量的影响。所以不像地球那样受到挤压。在地球的压力和热量下是不行的。所以本奴没有行星那样的核心。它真的是一堆瓦砾。这是宇宙飞船带给科学家们的惊喜之一。他们不认为本努是松散的，本努的所有部分都是松散的。所以飞船上有一只手臂伸出来接触Bennu并采集样本。那只胳膊碰着它，不停地动啊动啊。其中一位科学家说，如果他们没有动力让飞船撤退，那颗小行星会吃掉他们的飞船。
Klimek:哇。那么，研究这个样本如何为地球上的生命是如何开始的提供线索呢?
夏纳:这是对一个理论的检验，这个理论认为生命需要来自太阳系的东西才能开始。这要追溯到20世纪50年代的火花放电实验。你可能在高中的科学书上读过这个。我记得高中生物课上讲过。这些科学家试图想象地球的大气层是什么样的，他们引入了一个火花。这很像弗兰肯斯坦。他们的想法是:这是闪电。闪电存在于原始地球的大气层中。是的，我记得氨是大气中的一种物质。
当他们将火花置于其上时，他们认为会得到氨基酸或者至少是一些可以发展成生命的有机物质，但是他们没有。所有的这些放电实验都没有成功地产生有机物或基本的化学物质，这些物质可以解释为什么会有大量的生命。所以当时的想法是，地球不具备创造生命所需的所有物质。这一定是来自小行星和彗星撞击行星的剧烈碰撞时代。
克莱姆克(旁白):像行星一样，小行星和彗星也围绕太阳运行。但它们的成分却大不相同。这一切都取决于它们是由什么组成的。彗星是由冰和尘埃构成的，而像本奴这样的小行星大部分是岩石。
夏纳:撞击地球的小行星带来了水。这是本努的主要发现之一:它有类似粘土的物质，在有水的情况下形成粘土。所以这告诉科学家这些物质是由像Bennu这样的小行星带到地球的，因此我们必须了解Bennu的组成，以便了解生命是如何在这个星球上开始的。
Klimek:哇。这就是这次任务的主要目的。我读到本努在21世纪末也有很小的可能会撞击地球。
黑眼圈:是的。这是OSIRIS中的一个S。OSIRIS中的最后一个“S”代表“安全”。是的。它是一颗近地小行星。所以大多数小行星，由于早期太阳系的组成机制，它们在火星和木星之间运行。但“本奴”离地球非常非常近，有时它会进入地球的轨道。所以它穿过地球轨道。通过研究地球和小行星的天体力学，天文学家知道哪些小行星可能在地球所在的时间和位置穿过地球的轨道。Bennu就是其中之一，但它是100年后的事了。我记得我读到过，这和职业高尔夫球手一杆进洞的可能性是一样的。如果这种情况发生在明年，我会感到害怕。
克莱姆克:我的意思是，我们听说过高尔夫球手一杆进洞，对吧?这不是什么不可思议的场景。
黑眼圈:是的。这是可能发生的，这是重点。如果你允许的话，我可以带你回到最开始，当我认为这种对小行星的巨大兴趣开始于NASA和地球。那是在1994年:一颗名为舒梅克-列维的彗星撞击了木星，我们大约在一年前就注意到了这一点。地球上所有的天文学家都把望远镜对准了木星，以观察这次撞击。这是我们第一次实时看到撞击。哈勃太空望远镜在轨道上，伽利略望远镜在前往木星的路上。从任何可以想象的角度来看，我们都看到这颗彗星撞上了木星。而巨大的木星，你会认为它会把彗星吞下去，不会有任何影响。但它的大气多年来一直受到影响。
这是一个“感谢上帝的恩典”的时刻，因为这些科学家和其他看到这些照片的人都认为，那可能是我们自己。从那一刻起，行星防御变得非常重要。事实上，四年后，国会说:“NASA，去找那些小行星吧。去找彗星吧。去找任何可能撞上地球的物体。”
克莱姆克:1998年，我们有一部即将上映的小行星电影和一部即将上映的彗星电影。所以很明显，几年前一些编剧读到这篇文章的时候会想，“啊，这太可怕了。”
夏纳:对，没错。
克莱姆克:在小行星上拦截和降落与在行星上拦截和降落有什么不同?仅仅是物体的大小，还是有其他因素?
夏纳:尺寸是一个很大的因素。他们是飞行操作员，就像在任务控制中心一样，就像美国宇航局对宇航员的任务控制一样。
克莱姆克(旁白):OSIRIS-Rex的飞行路线和样本收集是由一组导航工程师精确规划和编排的。他们在地球上的基地指挥OSIRIS-REx任务，使用计算机代码和机载摄像机的组合，很像遥控无人机或漫游者。他们能够使用一个被称为深空网络的无线电发射站网络来监视宇宙飞船。
夏纳:所以他们控制着这个宇宙飞船，而小行星上的重力很小。因此，为了使航天器保持在轨道上，并与小行星旋转的速度相匹配，航天器为了接触小行星，必须模仿它的旋转速度。顺便说一下，这不是我们第一次接触小行星了。第一次是在1996年。我们发射了一个探测器。这个探测器被命名为近舒梅克，不要与舒梅克-列维彗星混淆，而是以同一个人命名的，尤金·舒梅克，他在行星领域非常有名。
该探测器前往小行星厄洛斯，并于2001年2月着陆。这是一件不可思议的大事。从那以后，在小行星和彗星上都有着陆。我们带回了样本，不是从小行星上，而是从彗星上带回了样本，这是这次任务的真正先驱。这个任务被称为星尘号，它飞过了怀尔德2号彗星的尾部。
我记得在《航空与航天》杂志上，我们的标题是“给我带来野生动物2的尾巴”。这正是星尘号所做的:它举起一只手臂，看起来像一个小捕手的手套，它充满了气凝胶，它把它放在彗星的尾巴上，然后把它带回一个胶囊里，这个胶囊看起来很像OSIRIS-REx的样本返回胶囊。我想它也落在了犹他州。一位在OSIRIS-REx中领导生命化学物质研究的科学家研究了这个样本，并首次发现了一种氨基酸。所以每个人都非常兴奋，不仅会有氨基酸，事实上，这位科学家说，如果他们在Bennu样本中找不到氨基酸，他会很惊讶。
通过研究这些东西，他们能够理解的一部分是引导太阳系形成的机制。例如，星尘号探测器观察了彗星，他们一直认为彗星存在于它们现在所在的地方:它们是冰的，所以它们离太阳很远。它们在太阳系的最深处。对这颗彗星的研究让科学家们相信，这颗彗星可能是在离太阳更近的地方形成的，因为有证据表明彗星是融化的。所以它们经受了非常高的温度和压力，它们以某种方式迁移到太阳系外。
本努的母体也是如此。所以本奴，我们认为可能会与地球相撞的岩石之一，本身就是碰撞的受害者。它与母体分离了。它的母体在更远的轨道上。它离太阳远得多，不知怎么地向太阳靠近了。这些机制还没有被完全理解，但这些来自Bennu的样本将能够帮助(科学家)理解。
克莱姆克:所以它到达目的地后，必须以某种方式收集样本。但首先它必须与轨道匹配?
夏纳:是的，它赶上了小行星，和它一起编队飞行，从不同的距离绕着它飞行，并绘制了小行星的整个表面。他们找到了一个叫南丁格尔的着陆点。他们认为这是相当平滑的，但根据他们当时的视野，有一块巨大的岩石挡住了OSIRIS-REx的手臂必须绕过的路。它几乎神奇地避开了这块巨石，爬到本努的碎石堆上，抓起一个样本，然后后退。
克莱姆克:我认为这是人们在阅读太空任务时没有真正理解的东西:这些导航问题对于任何转动方向盘绕过坑洼或其他东西的人来说都是熟悉的，除了这发生在天文距离之外，你试图根据有限的信息做出这些决定。
夏纳:更令人惊讶的是，它于2016年推出。在这一点上，你的技术是冻结的。你不能使用我们在2016年到2023年之间取得的任何进步。你已经建造了宇宙飞船，所以它的自主操作是由7年前的技术进行的，这是旧的!我是说，你最近的iPhone用了多久了?所有的代码都必须提前写好。所以这对我来说是个奇迹。我无法想象他们是怎么做到的。
克莱姆克:跟我们说说实际的样本收集吧:从Bennu身上刮掉一点，然后带回家。
夏纳:它们的手臂上有一个类似空气过滤器的东西，非常棒。这是圆盘。它就像一个时钟。它有厚度，圆盘有厚度。在这个圆盘里面是一种过滤或吹气系统，一种反向真空。当宇宙飞船的圆盘与“本努”接触时，它会向它发出咆哮。它将氮气吹到上面，氮气将尘埃和岩石的云团排出，这些尘埃和岩石进入收集装置。然后它会缩回来，关上盖子，捕捉它从表面排出的东西。但盖子并没有合上，因为它成功地形成了云层，以至于一块岩石被盖子夹住了。所以他们很快就把它带回来了。他们看到东西洒了出来，就把它放回罐子里，关上了罐子。
当他们打开它的时候，你可以看到盖子被撑开了。你可以看到那里的岩石，所有这些黑色的灰尘和碎石都聚集在外面，因为它。实际上花了更长时间的保护设施,顺便说一下,是建立全新的使命,但他们花了比他们预期的要长得多,因为他们非常仔细地刷牙,灰尘和捕捉它,把它放在容器中,以便结束时,他们将能够看看这260克(约半磅),我认为,材料和独立的分类和划分它的所有世界各地的科学家来检查。
克里斯:本努的样本是怎么回到地球的?
夏纳:OSIRIS-REx有一个叫做样品回收罐的东西，它看起来有点像纸杯蛋糕。样品被放回一个圆柱体，盖有点关闭，并收回到一个样品返回罐。这个气罐就在飞船里。宇宙飞船飞回来了。它离开了本努，一路返回地球，并丢弃了样本回收罐。OSIRIS-REx并没有穿过大气层回来。它丢掉了储罐，然后继续研究另一颗穿越地球的小行星，阿波菲斯，样本返回储罐进入了大气层，在加州上空降落，这是我记得的。当然，它经历了航天器在大气层中所做的事情。它加热。它有一个气动外壳，在返回时保护它，我想在5000英尺的高空降落伞应该是打开的。
我记得的是，降落伞从来没有被看到过，降落伞打开的时间比预期的要晚一些，这就是为什么在几分钟内整个犹他州都没有人呼吸。所以降落伞把它带下来了，然后出现了一个非常有趣的问题。我们看到了太空舱，有很多美国宇航局提供的电视报道。我们看到一个在杜格威试验场工作的人走到那里，他正在检查，以确保没有未爆炸的弹药，因为杜格威试验场就是这样:它是一个试验场。他们在那里投下炸弹。在这个视频之后，一个记者在新闻电话中说:“你是说这个东西从小行星上回来，它可能落在什么东西上，然后把自己炸了?”显然这是一个非常小的机会。我觉得比一杆进洞的机会要小。
克:好的，很好。呵。
夏纳:他们非常非常小心地防止来自地球的物质污染太空舱。所以它被一架直升机吊起来送到犹他州的一个无尘室，然后进行了测试，然后进行了氮气净化。氮惰性气体不能与物质反应。他们用这种惰性气体填充太空舱，然后他们把它放在NASA的飞机上，飞到约翰逊航天中心，在那里他们从NASA的飞机上把它放在约翰逊航天中心的一个洁净室里，然后他们移走了这个罐子。毒气罐被放进一个他们称之为手套箱的东西里。你只有戴着手套才能接触到它，所以那里的保护人员可以把他们的手放进手套里，在这些充满氮气的手套箱里工作，这样就不会有污染地球的可能性，他们就可以把样本取出来进行研究。
克莱姆克:这纯粹是为了保护样本的完整性不受地球污染，还是说引入本努本土的危险物质真的有潜在的危险?
夏纳:我想他们不会期待任何小绿人。
Klimek:好的。
夏纳:我认为这都是地球污染的问题，因为我们有来自小行星的样本:它们是陨石。自从地球存在以来，他们就一直在地球上着陆。
克莱姆克(旁白):流星是落在地球上的小行星或彗星的小块。当它们进入我们的大气层时，就会燃烧，形成流星。如果那块燃烧的岩石在旅行中幸存下来，并一路到达地面，我们称之为陨石。
夏纳:其中一些教会了科学家非常惊人的东西。如果你想看它们，史密森尼国家自然历史博物馆有一个漂亮的收藏。几天前我还在那里看陨石。其中一个被称为默奇森陨石。它落在澳大利亚——它可能是世界上被研究得最多的陨石，它让科学家们相信，氨基酸和蛋白质的组成部分是RNA和DNA的组成部分，是使生命成为可能的东西，它们来自小行星。
Klimek:哇。他们在早期阶段测试了哪些假设?
夏纳:一个是地球上的生命是否可以从小行星上的一些物质开始。所以他们在寻找有机材料的样本，含有碳的材料，因为碳存在于所有生命中。这是一件非常有趣的事情。在生物材料(即有机生物材料)和益生元(同样的化学物质，但它们不用于生命过程)之间，它们都有所谓的右旋性或左旋性。这叫做手性。在地球上——这太奇怪了——所有生命过程中使用的有机材料都是左撇子。他们的形状,
Klimek:什么?
黑眼圈:是的。分子的构造方式是不对称的。所以你不能把一个放在另一个上面让它对称。
Klimek:好的。我们说左手的意思是它们是不对称的?
夏纳:没错。它是向左不对称的。具有相同成分但属于益生元的材料，不用于生命过程，是右旋的。为什么呢?
克:我在问你。我们知道吗?
黑眼圈:没有。
Klimek:好的。
夏纳:但是小行星将能够帮助我们理解这些事情，我们将能够确认，是的，所有这些右旋物质在小行星上也是右旋的。或者它们在小行星上是左撇子。通过Bennu将会有很多发现。
克莱姆克:琳达·夏纳是《航空航天/史密森尼》杂志的资深编辑。琳达，非常感谢你今天和我们谈话。
夏纳:不客气。
克莱姆克:对于本周的“晚宴真相”，我们有一个奖励给你。琳达能够与OSIRIS-REx的一位首席调查员分享一点对话。
夏纳:他叫杰森·德沃金，他在戈达德宇宙飞船中心管理着天文材料实验室。
克莱姆克:如果你想知道，这个实验室的正式名称是美国宇航局戈达德太空飞行中心的天体生物学分析实验室。不管怎样，琳达问杰森，Bennu的样本将如何运送到全国各地的不同实验室，甚至更远的地方进行分析。
夏纳:你会把它装在公文包里，铐在手腕上，带着它走遍全国吗?
杰森·德沃金:不，我们不这么做。
克莱姆克(旁白):杰森给她的答案非常出乎意料。
德沃金:它们要么是随身携带的——你把它装在一个袋子里带上飞机，上面写着馆长写的“不要打开这个”——要么是保险邮寄的。
夏纳:会邮寄吗?
德沃金:是的。
夏纳:你会拿回来的东西……
德沃金:这种事经常发生。
夏纳:……从数十亿英里之外的地方
德沃金:其他样品一直在邮寄。
黑眼圈:真的吗?
德沃金:美国邮政服务是一个了不起的组织。
夏纳:嗯，他们会很高兴听到你这么说。但如果他们失去了一些呢?
德沃金:这还没有发生。创世策展人有一套已经使用了几十年的系统。他们邮寄了月球岩石和各种各样的东西。你必须签收。
黑眼圈:当然。好的。
德沃金:寄挂号信。
夏纳:听你这么说我很高兴。
克莱姆克:《还有更多》是史密森尼杂志和PRX制作公司的作品。我们的团队是我，黛布拉·罗森伯格和布莱恩·沃利。来自PRX的我们的团队是Jessica Miller, Genevieve Sponsler, Adriana Rozas Rivera, Ry Dorsey和Edwin Ochoa。PRX Productions的执行制片人是Jocelyn Gonzales。本集的美术作品由Emily Lankiewicz绘制。斯蒂芬妮·艾布拉姆森的事实核查。音乐来自APM Music。
我是Chris Klimek。谢谢你的聆听。
