在宇宙中飛行64 億千米後取回的樣本，在地球上卡住了。9 月24 日一早，在眾多行星科學家的翹首以盼中，一個碟形物體高速穿過大氣層，在降落傘的幫助下，平穩地落在美國猶他州測試訓練場裡。這是在太空中航行7 年，一路從小行星貝努採集樣本後返回的樣本返回艙，其中承載著科學家理解早期太陽系的希望——未受地球環境污染的外星岩石樣本。

圖片來源：NASA

遠赴小行星貝努採樣回到地球的樣本返回艙內。圖片來源：NASA/Keegan Barber

為了確保這份樣本維持原本的狀態，對於如何運輸樣本艙、開啟樣本艙、取出盛裝樣本的密封裝置、提取樣本等一系列操作，美國航空航天局（NASA）早有規劃，甚至提前數月演練了一番。

一切看起來都萬無一失。

直到一個月過去了，當萬眾期待NASA 已經取出樣品、分送到各地實驗室開始分析，甚至可能正準備為人類帶來一些突破認知的新發現時，故事出現了一個戲劇性的轉折——研究團隊至今仍打不開封存大量樣本的密閉裝置。

熬過最艱難的太空航行後，在地球上取出樣本似乎是一個小問題。就像「把大象放進冰箱」一樣，打開容器、取出樣本、分發研究，如此簡單。

即使密閉裝置卡住了，研究人員總能找到合適的工具開啟它，畢竟只有幾塊零件故障。然而，取外星樣本最大的困難在於“巧婦難為無米之炊”，縱使NASA 有十八般拆裝工具，無法靠近樣本罐，當然也無甚用處。

遠赴太空

之所以會出現如此窘境，還是源自於外星岩石樣本純淨度的追求。先前科學家若想探究地外行星的組成，只能分析太空來客－隕石。但隕石在穿越地球大氣層時，會因高速摩擦而經歷超高溫度的燒蝕，進而改變自身成分。

為了探討太陽系誕生之初的狀況，例如其中存在哪些化學成分，我們需要保留原始狀態的行星岩石樣本。由此，便有了NASA 於2016 年發射的奧西里斯王號小行星探測器（OSIRIS-REx），類似地，還有採集回第一批小行星樣本的日本「隼鳥」任務等。

OSIRIS-REx 在2018 年抵達貝努後，在其周圍繞轉觀測了兩年，而後在2020 年，才快速地接觸到貝努表面，採集了樣本。執行採樣任務的是偵測器底部的接觸即走採樣裝置（Touch-and-Go Sample Acquisition Mechanism，TAGSAM），它由一條可自由伸縮的機械手臂和頭部的漏斗狀收集器組成。

OSIRIS-REx 在距離貝努約24 公里處拍攝的影像。圖片來源：NASA/Goddard/University of Arizona

在OSIRIS-REx 靠近貝努的短暫瞬間，TAGSAM 會噴出氮氣攪拌貝努地表的岩石和塵埃，將它們掃入收集器中。由於貝努並不是一整塊星際岩石，而是由一團鬆散捆紮在一起的石子組成，這種方式讓TAGSAM 收集到了大量樣本，甚至有多出的樣本卡在了採集器的外側。

在完成採樣後，TAGSAM 會將頭部的採集器放入偵測器底部的樣本返回艙內。透過晃動確認採集器被安全鎖定後，樣本返回艙就會被密封，直到上個月抵達地球。

按照計劃，NASA 在收到樣本返回艙後，會將它送入附近的便攜潔淨室，拆除樣本返回艙的隔熱罩和外殼，露出其中的採集器。而後它會在24 小時內被送往美國休士頓約翰遜空間中心專門準備的潔淨室，並在那裡把採集器轉移到手套箱中。

意外橫生

為了避免採集器被拆開時暴露在地球大氣中，一經送入目標物體，手套箱將被嚴格密封，其內部會持續通入流動的惰性氣體——氮氣，以確保樣品可以安全地保存在穩定且富含氮的環境中。

當然，NASA 早已規劃好一切拆解採集器所需的工具，並將它們提前放入手套箱中，讓科學家可以在外部用手套操作。

而問題就出現在了TAGSAM 頭部的採集器上。根據NASA 的一篇文章報導，採集器有35 個緊固件，但其中有兩個出現了故障，無法使用目前批准用在手套箱中的工具拆卸。而顯然，所有其他的工具都無法送入手套箱中。

研究人員正在隔著手套箱拆卸採集器。圖片來源：NASA/James Blair

研究團隊正在努力開發打開採集器的新方法，他們使用的工具必須滿足能安裝在手套箱中、不會損害樣本、符合無塵室標準這些條件，因此需要極度謹慎。

一無所獲？

雖然遭遇了意想不到的阻礙，但研究團隊並非一無所獲。事實上，他們原本只計劃從採集器的外部和內部一共提取60 克樣本，但目前已成功提取到約70.5 克的塵土。這其中不只有外部附帶的許多樣本，內部的樣本也可以透過湯匙從採集器頂蓋聚酯薄膜的縫隙中挖取一部分。

遺憾的是，內部有大量的樣本仍是可望而不可及。

根據NASA 的計劃，他們在成功提取約四分之一的樣本後，將這些樣本從約翰遜空間中心分發到全球各地的實驗室。其中4% 的樣本會交給加拿大，至少0.5% 的樣本會被送到日本。而剩下的70% 將被封存，留給未來的科學家進行研究。技術一定會隨著時間不斷進步，屆時研究人員定能更好地利用這些樣本。

一旦科學家拿到這些樣本，毫無疑問，任何基礎的科學發現都會為我們帶來新知。畢竟，這是人類第一次獲得大量的、保持原始狀態的小行星樣本。從岩石顆粒的分子特性，到元素組成，再到其表面受粒子侵蝕的痕跡，都能向我們揭示先前從未接觸過的太陽系演化的線索。

當然，所有期待的前提是，NASA 可以「借」一把扳手。

參考文獻

[1] https://www.livescience.com/space/asteroids/nasa-is-locked-out-of-its-osiris-rex-asteroid-sample-because-of-2-faulty-fasteners

[2] https://blogs.nasa.gov/osiris-rex/2023/10/20/nasas-osiris-rex-achieves-sample-mass-milestone/

[3] https://www.iflscience.com/nasa-brings-back-actual-sample-of-asteroid-but-cant-open-the-lid-71285

[4] https://mp.weixin.qq.com/s/xc9FA7BgbahZyl3wXAoVSQ

企劃製作

來源丨環球科學

責編丨鐘艷平