Gaia view of primitive inner-belt asteroid families: Searching for the origins of asteroids Bennu and Ryugu
本文利用Gaia DR3反射光谱系统研究11个内主带C复合体小行星族，发现Eulalia族和Polana族的光谱分别与贝努和龙宫最相似，为这两颗近地小行星的起源提供了新的观测约束。
2023-08-26 astro-ph.EP
Characterization of Exogenic Boulders on Near-Earth Asteroid (101955) Bennu from OSIRIS-REx Color Images
在近地小行星（101955）Bennu上有少量明亮的巨石，最近被确定为来自小行星（4）Vesta的eucritic物质。在这一发现的基础上，我们探索了Bennu上外源巨石的全球存在。我们的分析集中在大于1米的巨石上，这些巨石在OSIRIS-REx任务的四色MapCam数据中显示出特征性的1微米辉石吸收带。我们确认存在类似于eucrites的外生巨砾，并发现eucrites与碳质材料的混合物也是一些巨砾的可能组成。一些外生巨石的光谱特性类似于普通球粒陨石（OC）的陨石，虽然这些陨石的实验室光谱比Bennu上测量的更高，这可以解释为粒度效应，存在冲击熔体，或由于灰尘涂层与碳质材料的光学混合。我们的蒙特卡罗模拟预测，OC质量的中位数量添加到母体的Bennu是0.055%和0.037%的体积的100和200公里直径的母体，分别。如果Bennu是母体和S型射弹均匀混合的副产品，那么OC材料的等效质量将是一个直径为36至40米（或体积为24 200至33 600立方米）的球体。根据MapCam数据估计的Bennu内陆的OC物质总量略高（91 000 - 150 000立方米）。
2021-04-23 astro-ph.EP
Phase reddening on asteroid Bennu from visible and near-infrared spectroscopy
自2018年12月以来，美国宇航局的OSIRIS-REx任务一直在近距离观测近地小行星（101955）Bennu。在这项工作中，我们调查光谱相位红化-也就是说，光谱斜率与相位角的变化-Bennu使用光谱获得的OSIRIS-REx可见光和红光光谱仪（OVIRS）覆盖的相位角范围为8-130 $^{o}$。我们在全球范围内调查这一过程，并为一些局部地区的利益（ROI），包括巨石，陨石坑，和指定的OSIRIS-REx任务的样品收集地点。Bennu的光谱斜率为负，这是典型的B-型小行星。光谱斜率以线性方式逐渐增加，直到相位角为90 $^{\circ}$，在此它接近零。光谱相位红化是单调的和波长相关的最高值在可见光范围内。在0.55-2.5 $μ$ m范围内，其系数为0.00044 $μ$ m $^{-1} ~deg^{-1}$。对于在高相位角（130 $^{\circ}$）下获得的Bennu观测，相位红化指数地增加。类似的行为在文献中报道的碳质球粒陨石Mukundpura在极端几何获得的光谱。一些ROI，包括样本采集地点Nightingale，具有比全球平均值更陡的相位红化系数，可能表明表面被具有高微观粗糙度的精细材料覆盖。Bennu的光谱相位红化效应与其他B型小行星的地面测量结果相似，但远低于谷神星或彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko等其他低轨道天体的观测结果。单调…
2020-11-18 astro-ph.EP
The Design Reference Asteroid for the OSIRIS-REx Mission Target (101955) Bennu
设计参考小行星（Design Reference Asteroid）是OSIRIS-REx任务目标小行星（101955）Bennu的所有已知信息的汇编。它包含了我们对Bennu属性的最佳了解，这些知识是基于发现后不久开始的广泛观测活动，并已用于为任务计划开发和飞行系统设计提供信息。还将与遭遇后的科学结果进行比较，以确定我们在地球上的表征工作的准确性。1999年对Bennu的广泛观测使其成为特征最清楚的近地小行星之一。许多物理参数是很好地确定的，并跨越了许多类别：轨道，体，旋转，雷达，光度，光谱，热，表面模拟和环境属性。报告中描述的一些结果已发表在同行评审期刊上，而其他结果已由OSIRIS-REx科学团队成员和/或外部评审员评审。一些数据，如表面模拟特性，是基于我们对小行星表面的最佳了解，特别是小行星爱神星和丝川。本次公开发布的OSIRIS-REx设计参考小行星是内部OSIRIS-REx文件OREX-DOCS-04.00-00002修订版9（2014年4月14日被OSIRIS-REx项目接受）的注释版本。本版本中不包括随官方OSIRIS-REx版本的OSIRIS-REx提供的补充数据产品。我们将这份文件作为一项服务提供给未来的特派团规划人员，希望它将为他们的工作提供参考。
2014-09-16 astro-ph.EP
OSIRIS-REx: Sample Return from Asteroid (101955) Bennu
2011年5月，美国宇航局选择了起源、光谱解释、资源识别和安全-风化层探测器（OSIRIS-REx）小行星样本返回任务作为新前沿计划的第三个任务。另外两个新前沿任务是新视野号，它在2015年7月的一次飞越中探索了冥王星，并将于2019年1月1日飞越柯伊伯带物体2014 MU 69，以及朱诺号，这是一个正在研究木星起源，演化和内部结构的轨道任务。该航天器于2016年9月8日美国东部时间下午7点05分乘坐联合发射联盟Atlas V 411进化型一次性运载火箭前往近地小行星（101955）Bennu，进行了为期七年的旅程，从Bennu返回样本。该航天器处于一个向外巡航的轨道上，将于2018年8月与Bennu会合。航天器上的科学仪器将对Bennu进行调查，测量其物理，地质和化学特性，研究小组将利用这些数据在表面选择一个地点，收集至少60克的小行星风化层。该小组还将分析遥感数据，对样本地点进行详细研究，评估Bennus资源潜力，改进其与地球撞击概率的估计，并为在这颗小行星上收集的大量天文数据集提供地面实况数据。该航天器将于2021年离开Bennu，并于2023年9月24日将样本返回犹他州测试和训练靶场（UTTR）。
2017-02-22 astro-ph.EP
Spectral clustering tools applied to Ceres in preparation for OSIRIS-REx color imaging of asteroid (101955) Bennu
OSIRIS-REx小行星样本返回任务正在调查原始近地小行星（101955）Bennu。航天器上的MapCam仪器将获得数千张图像，这是一种基于八色小行星巡天（ECAS）的成像仪，带有四种颜色的滤光片：$b$ '（473 nm），$v$（550 nm），$w$（698 nm）和$x$（847 nm）。这套滤光片将允许识别和表征中心在700 nm处的吸收带，并与水合硅酸盐相关。在这项工作中，我们提出并验证了一个谱聚类方法的应用程序即将到来的MapCam图像的表面Bennu。我们的程序从图像的投影、校准和光度校正开始。在第二步中，我们应用K-means算法，并使用Elbow标准来识别自然聚类。这种方法使我们能够找到具有光谱相似性的不同区域，其特征在于光谱斜率$S$“和700 nm吸收带的中心和深度（如果存在）等参数。我们使用（1）来自NASA黎明任务的谷神星的图像来验证这种方法。特别是，我们分析了Occator陨石坑和Ahuna Mons。我们确定一个光谱集群-位于Occator陨石坑内部的外部-显示700 nm的水合带中心在698 $\pm$ 7 nm，深度为3.4 $\pm$ 1.0 \%。我们在陨石坑的近地表地质的背景下解释这一发现。
2019-03-27 astro-ph.EP
Hubble Space Telescope Observations of Active Asteroid (101955) Bennu
UCLA（加州大学洛杉矶分校）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）
利用哈勃空间望远镜对活跃小行星Bennu进行高分辨率观测，未发现喷射物质，质量损失率远低于其他活跃小行星，表明许多小行星活动可能低于远程观测阈值，并估算了主带小行星的尘埃产生率。
2026-11-03 astro-ph.EP
Orbit and Bulk Density of the OSIRIS-REx Target Asteroid (101955) Bennu
OSIRIS-REx小行星取样返回任务的目标小行星是（101955）Bennu（原1999 RQ $_{36}$），它是一颗半公里长的近地小行星，轨道受到非常严格的限制。从1999年到2013年的大量光学天体测量数据和1999年、2005年和2011年对Bennu的高质量雷达延迟测量揭示了Yarkovsky效应的作用，其平均半长轴漂移率为$da/dt = (-19.0 \pm 0.1)\times 10^{-4}$ au/Myr或$284\pm 1.5\;\rm{m/yr}$。这一结果的准确性关键取决于观测和动力学模型的保真度。作为一个例子，忽略地球在近距离接近过程中的相对论摄动会影响$da/dt$中具有$3σ$意义的轨道。轨道偏离纯粹的引力动力学使我们能够推导出雅科夫斯基效应的加速度，而Bennu的已知物理特性使我们能够独立地模拟热辐射引起的力。这两种分析的结合产生了体积密度为$ρ= 1260\pm70\,\rm{kg/m^3}$，这表明大孔隙率在$40\pm10$ %范围内的体积密度可能的模拟陨石，这表明一个碎石堆的内部结构。相关质量估计值为$(7.8\pm0.9)\times 10^{10}\, \rm{kg}$和$GM = 5.2\pm0.6\,\rm{m^3/s^2}$。Bennu的地球接近方法在1654- 2135年的时间间隔内是确定性的，超过这个时间间隔的预测是统计性…
2014-02-23 astro-ph.EP
Impact Excitation of a Seismic Pulse and Vibrational Normal Modes on Asteroid Bennu and Associated Slumping of Regolith
我们考虑一个小行星上的影响，是足够的能量，以引起地震混响和刚刚低于灾难性的破坏阈值，假设地震波没有迅速衰减的表面重塑。在直径小于1公里的小行星，我们确定了一个制度，罕见的高能撞击物可以激发地震波的频率附近的小行星的最慢的正常模式。在这种情况下，地震混响的分布不是均匀地分布在整个身体表面。与质量弹簧模型弹性模拟，我们模拟的冲击激励的地震波的力脉冲施加在表面上，并使用三个不同的小行星形状的模型。模拟表现出对映聚焦和正常模式激发。如果脉冲激发的振动能量持续很长时间，则在撞击点、其对极和高表面海拔（如赤道脊）处振动最高。近赤道的撞击在非球形物体上发射地震脉冲，该脉冲可以集中在赤道脊上的两个额外点上。我们探索简单的流动模型的振动引起的表面滑塌的形态。我们发现，最初的地震脉冲是不太可能造成大的形状变化。近赤道撞击在本努造成的长期地震回响可能使其赤道脊的高度提高了几米，并在其上升起了两个山峰，一个靠近撞击地点，另一个靠近其对极。
2018-09-23 astro-ph.EP
Widely distributed exogenic materials of varying compositions and morphologies on asteroid (101955) Bennu
使用OSIRIS-REx（起源，光谱解释，资源识别和安全风化层探测器）航天器上的多波段成像仪MapCam，我们确定了77个分布在B型小行星（101955）Bennu表面的外来物质。我们确定的基础上，吸收近1微米，这是无水硅酸盐的指示外生物质。外生物质的空间分辨望远镜相机PolyCam。所有这些物质都比它们的周围环境更明亮，并且它们以各种形态表达：均匀的，角砾岩状的，夹杂物状的等等。夹杂物样特征是最常见的。从MapCam图像中获得了77个位置中的46个位置的可见分光光度法。主成分分析表明，至少有两个趋势：（一）混合Bennu的平均光谱与一个强的1微米波段吸收，可能从辉石丰富的材料，和（ii）混合与一个弱的1微米波段吸收。具有强1微米特征的端元与Howardite-Eucrite-Diogenite（HED）陨石一致，而显示出弱1微米特征的端元可能与HED、普通陨石或碳质陨石一致。在几个可用的近红外反射光谱的变化强烈建议不同的成分之间的外源物质。因此，Bennu可能记录了其母体多次撞击的残留物，这些撞击可能发生在太阳系的早期历史中。此外，至少有一个外生天体的成分与在类似的小行星（162173）Ryugu上发现的外生物质不同，它们表明不同的撞击轨迹。
2021-09-03 astro-ph.EP
Expected spectral characteristics of (101955) Bennu and (162173) Ryugu, targets of the OSIRIS-REx and Hayabusa2 missions
NASA的OSIRIS-REx和JAXA的Hayabusa 2样本返回任务目前正在途中，分别遇到原始近地小行星（101955）Bennu和（162173）Ryugu。光谱和动力学证据表明，这些近地小行星起源于主带的内部。在这个区域有几个原始的碰撞家族，这两个小行星最有可能起源于Polana-Eulalia家族复合体。我们提出了预期的光谱特征的基础上，我们的研究，我们的原始碰撞家庭在内部带：Polana，Eulalia，Erigone，Sulamitis，和克拉丽莎的目标。观测是在我们的原始小行星光谱巡天（PRIMASS）的框架内进行的。我们的研究结果是特别相关的规划和解释的现场图像和光谱将获得的两个航天器在遇到他们的目标。
2018-05-22 astro-ph.EP
SPH Simulations for Shape Deformation of Rubble-Pile Asteroids Through Spinup: The Challenge for Making Top-Shaped Asteroids Ryugu and Bennu
隼鸟2号和OSIRIS-REx航天器最近分别访问了小行星Ryugu和小行星Bennu，它们正在旋转顶部形状的瓦砾堆。地面雷达观测到了其他轴对称的顶部形状的近地小行星，其中大多数旋转接近解体旋转周期约3小时。这表明，通过旋转自旋引起的小行星变形产生了顶部形状。虽然以前的一些模拟使用离散元方法表明，旋转的碎石桩可能会产生扁圆形的顶部形状，它仍然不清楚什么样的条件，如组成材料的摩擦角和旋转的时间尺度所需的顶部形状的形成。本文通过对不同速率旋转颗粒体的光滑粒子流体动力学模拟，表明球形碎石桩在破碎前的旋转变形可以根据摩擦角θ d分为三种模式：当θ_{d} < 40 °时为准静态和内部变形，当θ_{d} <50 °时为动态和内部变形，地表滑坡的发生率为φ_{d} > 70度。注意，如果我们考虑在弱重力下碎石桩块体之间的粘聚力的影响，这些明显较大的内摩擦角值是可以接受的。θ_{d} < 60度的天体通过内部变形演化为扁球体，但从未形成定义顶形的明显赤道。相反，如果自旋上升的时间尺度小于几天，则θ_{d} > 70 °的天体通过轴对称表面滑坡变形为轴对称顶部形状。此外，通过时间尺度> 1个月的缓慢自旋上升，θ_{d} > 70度的天体通过局部滑坡变形为非轴对称形状。我们认为，快速自旋机制是最好的轴对称顶部形状的形成。
2021-04-28 astro-ph.EP
Spin-driven evolution of asteroids' top-shapes at fast and slow spins seen from (101955) Bennu and (162173) Ryugu
OSIRIS-REx和隼鸟2的近距离观测为目标小行星（101955）Bennu和（162173）Ryugu的形状演变过程提供了线索。它们带有赤道脊的扁圆形状，或所谓的顶部形状，可能是由于它们现在和过去的旋转条件而演变的。不同的形状演变方案先前提出; Bennu的顶部形状可能是由表面处理驱动的，而Ryugu的可能是由于大变形而形成的。这两种情况似乎不一致。在这里，我们回顾了早期作品中的结构分析，并填补了连接这些解释的空白。我们还采用了半解析技术计算的内聚强度分布在一个均匀旋转的三轴椭球体的整体破坏的顶部形状的机构。假设结构是均匀的，我们的半分析方法描述了不同旋转周期下失效区域的空间变化;表面区域在较长的旋转周期下最敏感，而内部在较短的旋转周期下结构性失效。这一发现表明，顶部形状的演变可能会因旋转和内部结构而有所不同，这可以解释Bennu和Ryugu顶部形状的不同演变情景。我们解释我们的结果作为顶部形状的各种演变过程的指示。
2020-08-10 astro-ph.EP
Study of the asteroid Bennu using geodesyANNs and Osiris-Rex data
小行星和其他小天体在太阳系往往有不规则的形状，由于他们的低重力。这种不规则性不仅适用于拓扑结构，也适用于潜在的地质，可能包含不同密度和材料的区域。拓扑结构可以从光学观测中得到，而物体的质量密度分布在某种程度上只能在其引力场中观察到。在一篇配套论文中，我们介绍了geodesyNets，这是一种神经网络方法，可以通过测量物体的引力场来推断物体的质量密度分布。在目前的工作中，我们将这种方法应用于小行星Bennu使用的奥西里斯雷克斯任务的真实数据。该任务不仅测量了奥西里斯雷克斯航天器本身的轨迹，还测量了许多暂时围绕Bennu运行的鹅卵石大小的岩石颗粒。从这些轨迹数据中，我们获得了Bennu质量密度的表示，并通过在所得重力场中传播训练过程中未使用的多个卵石来验证它。性能与均匀密度的多面体重力模型相当，但不需要形状模型。由于几乎不需要额外的信息，我们认为这是迈向自主的引力场反演的一步。
2021-09-29 astro-ph.EP astro-ph.IM
Comparison of optical spectra between asteroids Ryugu and Bennu:I. Cross calibration between Hayabusa2/ONC-T and OSIRIS-REx/MapCam
针对Hayabusa2/ONC-T与OSIRIS-REx/MapCam因定标靶标差异存在15%系统误差、无法准确比较Ryugu与Bennu光谱的问题，本研究以月球为共同标准完成两台仪器的交叉定标，给出Bennu各波段反射率上调系数，实现小于2%的比较精度。
2024-06-18 astro-ph.EP
The OSIRIS-REx Visible and InfraRed Spectrometer (OVIRS): Spectral Maps of the Asteroid Bennu
OSIRIS-REx可见光和红外光谱仪（OVIRS）是一种点光谱仪，光谱范围为0.4至4.3微米（25，000 -2300 cm-1）。其主要目的是绘制OSIRIS-REx小行星采样返回飞行任务的目标小行星Bennu的表面构成图。它返回的信息将有助于指导样本站点的选择。它还将提供样本和高空间分辨率光谱的全球背景，这些光谱可能与空间上无法分辨的地面小行星观测有关。它是一个紧凑，低质量（17.8公斤），功率效率（8.8 W平均），和强大的仪器，需要检测一个非常黑暗的表面（3%反射率）在太阳系内（0.89-1.35 AU）的5%光谱吸收功能的灵敏度。它与OSIRIS-REx任务中的其他仪器相结合，将提供一个前所未有的小行星表面视图。
2017-03-30 astro-ph.EP astro-ph.IM
Comparison of optical spectra between asteroids Ryugu and Bennu: II. High-precision analysis for space weathering trends
本文通过交叉定标隼鸟2号ONC-T和OSIRIS-REx MapCam数据，揭示龙宫与贝努初始光谱相似但空间风化方向相反，并推断C型复合小行星可能源自光谱斜率更均匀的物质。
2024-07-07 astro-ph.EP physics.space-ph
The Polana-Eulalia Complex with JWST NIRSpec: Connections to Bennu, Ryugu, and Outer Solar System Bodies
Northern Arizona University（北亚利桑那大学）；Space Science Institute（太空科学研究所）；Instituto de Astrofísica de Canarias（加那利天体物理学研究所）；Universidad de La Laguna（拉古纳大学）；Observatório Nacional（国家天文台）；University of Central Florida（中佛罗里达大学）；Space Telescope Science Institute（空间望远镜科学研究所）；IPAC, Caltech（加州理工学院红外处理与分析中心）；Instituto de Ciencias y Tecnologías Espaciales de Asturias (ICTEA)（阿斯图里亚斯空间科学与技术研究所）；Universidad de Oviedo（奥维耶多大学）
该研究利用JWST NIRSpec分析PEC小行星成分，发现其有富镁层状硅酸盐吸收，大小天体水蚀变程度有别，与贝努、龙宫光谱一致，光谱微弱吸收还与主带内外小天体有关，为PEC母体外太阳系形成提供证据。
2026-07-21 astro-ph.EP
Calibration and Performance of the REgolith X-Ray Imaging Spectrometer (REXIS) Aboard NASA's OSIRIS-REx Mission to Bennu
美国宇航局OSIRIS-REx小行星Bennu任务中的REgolith X射线成像光谱仪（REXIS）仪器是一项D级学生合作实验，旨在探测小行星表面的荧光X射线，以测量元素丰度。在2019年7月和11月，REXIS从终结者轨道收集了Bennu太阳照射表面的约615小时的综合曝光时间。正如Hoak等人（2021年）所报告的那样，REXIS数据不包含来自小行星的X射线荧光的明确信号，部分原因是观测期间太阳X射线通量较低。为了支持可检测的X射线信号的上限，可能提供的见解Bennu的风化层的属性的评价，我们提出了一个概述的REXIS仪器，它的操作，其在飞行中的天体物理X射线源校准的细节。这种校准包括在Bennu观测期间偶然探测到瞬态X射线双星MAXI J 0637 -430，表明REXIS在小行星上的操作成功。我们传达了一些经验教训，为未来的小行星表面的X射线光谱成像调查。
2021-10-14 astro-ph.EP astro-ph.IM
Overcoming the Challenges Associated with Image-based Mapping of Small Bodies in Preparation for the OSIRIS-REx Mission to (101955) Bennu
OSIRIS-REx小行星样本返回任务是美国宇航局新前沿计划的第三个任务，也是美国第一个从小行星返回样本到地球的任务。OSIRIS-REx团队面临的最重要的决定是在小行星（101955）Bennu表面选择一个主要的采样点。任务的成功取决于确定一个安全的地点，并具有容易被航天器采样机制摄取的风化层。为了告知这一关键任务的决定，Bennu的表面使用OSIRIS-REx相机套件进行映射，图像用于开发几个基础数据产品。为获得这些数据产品所需的投入，需要专门制定观测战略，以克服与绘制小型不规则天体相关的挑战。我们提出了这些战略的背景下，评估候选样本网站在Bennu根据一个框架的决定，相对安全性，可采样性和科学价值在整个小行星的表面。为了创建有助于这些评估的数据产品，我们描述了OSIRIS-REx团队开发的基于图像的不规则小物体映射的最佳实践。我们强调的重要性，使用三维形状模型和身体固定的直角坐标的工作能力，当处理行星表面，不能唯一地解决身体固定的纬度和经度。
2018-10-23 astro-ph.EP
Physical Analysis of Bennu Samples Reveals Regolith Production by Collisional Disruption on Near-Earth Asteroids
Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory（约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室）；Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona（亚利桑那大学月球与行星实验室）；Vatican Observatory（梵蒂冈天文台）；Hopkins Extreme Materials Institute, Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学霍普金斯极端材料研究所）；Jacobs-JETS, NASA Johnson Space Center（NASA约翰逊航天中心雅各布斯-JETS）；University of Calgary（卡尔加里大学）；EAPS, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院地球、大气与行星科学系）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；National Air and Space Museum, Smithsonian Institution（史密森尼学会国家航空和航天博物馆）；Astromaterials Research and Exploration Science (ARES), NASA Johnson Space Center（NASA约翰逊航天中心天体物质研究与探索科学部）；Planetary Science Institute（行星科学研究所）；INAF, Astronomical Observatory of Padova（意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台）；University of Rochester（罗切斯特大学）；Southwest Research Institute（西南研究院）；Department of Geology, Rowan University（罗恩大学地质系）；Department of Earth and Planetary Sciences, American Museum of Natural History（美国自然历史博物馆地球与行星科学系）
研究通过分析贝努样本和实验室实验发现，碰撞碎片在微重力环境下被保留，表明碰撞破坏是松散层形成的主要机制，适用于其他高孔隙率的近地小行星。
2026-04-21 astro-ph.EP physics.geo-ph
Diurnal temperature variation as the source of the preferential direction of fractures on asteroids: theoretical model for the case of Bennu
研究表明，在我们的太阳系的无空气天体上，温度循环会造成表面材料的破坏。然而，对空间物体的传播机制仍然知之甚少。目前的工作相结合的热弹性模型与线性弹性断裂力学理论来预测断裂传播的存在下产生的昼夜温度循环和类似的条件下存在的小行星Bennu的热梯度。使用最大应变能释放率标准计算裂纹方向，该标准使用有限元和所谓的G $θ$方法（Uribe-Suárez等人，2020年）实现。227：106918）。使用实施的方法，裂纹扩展方向的初始裂纹尖端在不同的位置和不同的取向计算。结果表明，裂纹优先沿南北向、东北-西南向和西北-东南向扩展。最后，进行热疲劳分析，以估计裂纹扩展速率。计算值与现有的实验证据吻合得很好。
2021-02-03 astro-ph.EP physics.geo-ph
Stability and Evolution of Fallen Particles Around the Surface of Asteroid (101955) Bennu
在这项工作中，我们研究Bennu周围的粒子动力学。目标是了解小行星周围模拟粒子的稳定性，演变和最终结果。根据结果，颗粒大小可以分为两个主要群体，这取决于它们的行为。小于一厘米的粒子被太阳辐射压力迅速从系统中移除，而大于几厘米的粒子的动力学则由本努的引力场主导。由于Bennu的形状和自旋周期，它周围有八个平衡点，赤道表面附近的相空间结构与这些平衡点直接相关。因此，我们进行了数值模拟，以获得有关平衡点附近的轨道演化的信息。结果表明，大于几厘米的粒子大部分落在翠鸟区附近或与翠鸟区相对的赤道区域，而几乎没有落在鱼鹰区附近的赤道区域。此外，我们还进行了计算实验，考虑最初围绕Bennu的球形粒子云。在我们的积分周期内，大多数粒子落在地球表面，积分周期被限制在1.14年内。这些粒子优先落在赤道低纬度的高海拔地区和靠近北极的地方。中纬度地区的瀑布更少，如南丁格尔和鹬地区。
2020-11-17 astro-ph.EP physics.geo-ph
Periodic Motion near the Surface of Asteroids
我们感兴趣的是小行星表面附近的周期运动和分叉。研究了不规则小行星的重力场和小行星表面附近粒子的运动方程。讨论了三重小行星216 Kleopatra和OSIRIS REx任务目标小行星101955 Bennu的周期运动。我们发现，不规则小行星表面附近的运动是相当不同的表面附近的同质球状天体的运动。围绕小行星101955 Bennu和216 Kleopatra的周期性运动表明，轨道的几何形状可能非常复杂。同一颗不规则小行星在其表面附近既存在稳定的周期运动，也存在不稳定的周期运动。这种不稳定的周期性运动可以是共振的或非共振的。在三重小行星216 Kleopatra的主星的同一重力场中，周期轨道的倍周期分岔和伪倍周期分岔共存。发现周期轨道的倍周期分岔和周期轨道的伪倍周期分岔都有四条不同的路径。在三重小行星216 Kleopatra的主星位场中发现的伪倍周期分岔表明，在主星赤道面附近存在稳定的周期轨道，这解释了三重小行星216 Kleopatra的两个小卫星Alexhelios和Cleoselene运动稳定性的原因。
2015-11-25 astro-ph.EP
Detection of Rotational Acceleration of Bennu using HST Lightcurve Observations
我们在1999年和2005年从地面观测了近地小行星（101955）Bennu，并在2012年使用哈勃太空望远镜观测了它，以限制它的旋转速率。这些数据揭示了$2.64 \pm 1.05 \times 10^{-6} \mathrm{deg\ day}^{-2}$的加速度，这可能是由于Bennu的转动惯量的变化，或者由于YORP效应或其他角动量源而旋转。最佳解在Nolan et al.（2013）确定的周期的1 sigma内。OSIRIS-REx任务将在2019年独立确定旋转状态。这些测量应该显示旋转速率的变化是否是稳定的增加（例如，由于YORP效应）或其他一些现象。OSIRIS-REx科学小组测量的精确形状和表面特性将使人们能够更好地了解小型小行星旋转速率的变化。
2019-02-28 astro-ph.EP physics.geo-ph
Quantifying Surface Heterogeneity Across Asteroid (101955) Bennu using Candidate Site Remote Sensing Data
University of Oxford（牛津大学）；NASA Goddard Space Flight Centre（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；Southwest Research Institute（西南研究院）
通过OSIRIS-REx任务获取的可见光-近红外和热红外光谱，量化贝努表面在2-10米尺度上的矿物组成和物理性质异质性，发现不同采样点间水合指标和硅酸盐波段存在显著差异。
2026-06-12 astro-ph.EP astro-ph.IM stat.AP
QRIS: A Quantitative Reflectance Imaging System for the Pristine Sample of Asteroid Bennu
本文介绍用于OSIRIS-REx贝努原始样品的QRIS定量反射成像系统，说明其多波段反射率成像与定标流程，并指出杂散光和低反射率导致的定标问题限制了QRIS数据的独立使用价值。
2024-05-02 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.ins-det
Modeling optical roughness and first-order scattering processes from OSIRIS-REx color images of the rough surface of asteroid (101955) Bennu
美国宇航局\textquoteright的OSIRIS-REx任务研究的暗小行星（101955）Bennu有一个富含巨石和明显缺乏灰尘的表面，为研究粗糙颗粒介质中单次散射过程的作用提供了一个天然的实验室。我们的目标是定义光学粗糙度和其他散射参数，可能是有用的样品类似物的实验室制备，成像数据的解释，并将返回地球的样品的分析。我们依赖于一个半数值统计模型辅助数字地形模型（DTM）阴影射线跟踪，以获得散射参数在最小的表面元素允许的DTM（面\textasciitilde{} 10厘米）。使用马尔可夫链蒙特卡罗技术，我们解决了所有四波段图像的OSIRIS-REx任务\textquoteright的前四个候选样本网站，高精度激光测高DTM的反演问题。我们重建了每个参数的\emph{a posteriori}概率分布，并区分了初级和次级解。通过光度图像校正，我们发现，低和平均粗糙度斜率的混合最好地描述了Bennu的表面高达$90^{\circ}$相位角。我们检测到一个低的非零镜面反射率，也许表明暴露的表面上的亚厘米单晶夹杂物。我们报告了$27_{-5}^{\circ+1}$的平均粗糙度RMS斜率，$2.6_{-0.8}^{+0.1}\%$的镜面反射比，大约。$4.64_{-0.09}^{+0.08}\%$在550 nm处的单次散射散射，以及两种用于后向散射不对称因子的溶液，$ξ^{(1)}=-…
2020-10-08 astro-ph.EP physics.comp-ph physics.geo-ph
Collision and Annihilation of Relative Equilibrium Points Around Asteroids with a Changing Parameter
在这项工作中，我们研究了小行星引力势相对平衡的分叉。提出并证明了一个关于守恒量的定理，即关于相对平衡点的特征值和个数的定理。守恒量可以限制小行星引力势中非简并平衡态的数目。结果表明，小行星引力场中非简并平衡态的个数成对变化，且为奇数。此外，守恒量还可以限制参数变化时小行星引力势相对平衡点的分叉类型。此外，研究表明，小行星引力势的相对平衡存在跨临界分岔、准跨临界分岔、鞍结分岔、鞍鞍结分岔、二元鞍结分岔、超临界叉状分岔和亚临界叉状分岔。结果表明，对于小行星216 Kleopatra，当自转周期作为参数变化时，相对平衡点的个数从7：5变为3：1，相对平衡点的分岔为鞍结分岔和鞍鞍分岔.
2015-07-28 astro-ph.EP
Asteroid (101955) Bennu in the Laboratory: Properties of the Sample Collected by OSIRIS-REx
该研究分析OSIRIS-REx返回的贝努小行星样本，揭示其暗色碳质风化层特性、水蚀变矿物组成及独特同位素特征，证实样本返回对低密度材料研究的重要价值。
2024-04-18 astro-ph.EP astro-ph.IM
OSIRIS-REx Returned a Pristine Sample of Asteroid Bennu: Takeaways from the Mission's Contamination Control and Knowledge Program
OSIRIS-REx 任务确认贝努样本基本原始，仅 1.24% 受污染，通过系统污染控制与知识计划，识别了固有矿物，防止误弃数据，为未来任务提供经验。
2026-09-14 astro-ph.EP astro-ph.IM
Compositional study of asteroids in the Erigone collisional family using visible spectroscopy at the 10.4 m GTC
两颗原始近地小行星（101955）Bennu和（162173）Ryugu将由一艘航天器访问，目的是将样品送回地球。由于这些天体被认为起源于主带内部原始碰撞族（Erigone、Polana、Clarissa和Sulamitis）或这些族以外的小行星背景，因此对这些原始种群的定性将提高飞行任务的科学回报。这项工作的主要目标是阐明的组成Erigone碰撞家庭的可见光谱。小行星（163）Erigone已被归类为原始天体，我们期望这个家族的成员与母体的光谱型一致。我们已经获得了可见光谱（0.5至0.9微米）的Erigone家庭的101名成员，使用OSIRIS仪器在10.4米大加那利望远镜。我们发现，87%的天体具有典型的原始可见光谱，与（163）Erigone一致。此外，我们发现这些物体中有很大一部分（约50%）存在水蚀变的证据。
2017-01-13 astro-ph.EP
Asteroid Thermal Inertia Estimates from Remote Infrared Observations: The Effects of Surface Roughness and Rotation Rate
小行星表面的热惯性可以提供对风化层性质的深入了解，例如是否存在一层细尘、岩石表面的密度和导热性，以及与其他观测数据一起提供矿物学方面的信息。了解小行星的表面特征对于行星防御举措和资源开采（“小行星采矿”）十分重要。Harris和Drube提出了一种估算小行星热惯性的简单方法，该方法适用于大量热红外观测数据，如红外空间望远镜获得的数据。我们比较结果从哈里斯-Drube估计与最近公布的小行星的热惯性值从详细的热物理模型，并提供了一个解释减少表面粗糙度的一些不一致的结果。覆盖着细小尘埃的光滑表面可以解释一些缓慢旋转的主带小行星（MBA）的热物理模型得出的热惯性值出乎意料的低。在近地天体（NEO）的情况下，我们表明，从估计的结果与热物理建模，只有少数例外。我们讨论的特殊情况下，近地天体（101955）Bennu，（162173）Ryugu和（29075）1950 DA的背景下，从我们的估计结果。鉴于热物理建模的数据要求和复杂性，基于相对简单概念的数据分析工具可在“快速”评估小行星特别是近地天体的热红外数据方面发挥重要作用。
2020-10-05 astro-ph.EP
Multiple Bifurcations in the Periodic Orbit around Eros
研究了高度不规则天体势场中周期轨道族的多重分岔。研究了周期轨道的拓扑情形和周期轨道族中的四种基本分支。周期轨道族中的多重分支由四种基本分支组成。在小行星433 Eros周围的周期轨道族中，我们发现了二元倍周期分岔和二元切分岔。双倍周期分叉的周期轨道族接近圆形，倾角几乎为零，并且相对于小行星433爱神星的身体是反向的。这意味着围绕这颗小行星的运动有两个稳定区域，中间被一个不稳定区域隔开。此外，我们还发现了三重分支，其中包括两个实鞍分支和一个倍周期分支。从小行星433 Eros的平衡点产生的周期轨道族有五个分支，即一个实鞍分支、两个切分支和两个倍周期分支。
2016-04-25 astro-ph.EP nlin.CD
Time-series and Phasecurve Photometry of Episodically-Active Asteroid (6478) Gault in a Quiescent State Using APO, GROWTH, P200 and ZTF
我们在2020年用亚洲和北美的多台望远镜观测了周期性活跃的小行星（6478）Gault，发现它在2018年底和2019年初的爆发后不再活跃。在这一显形期间的不活动，使我们能够从长期相曲线观测中测得高尔特的绝对星等H_r = 14.63 +/- 0.02，G_r = 0.21 +/- 0.02。此外，我们能够使用2020年8月，9月和10月多天超过17小时的时间序列光度学光变曲线来限制高尔特的旋转周期。光度光变曲线有重复的$\lesssim$ 0.05星等特征，表明（6478）Gault的自转周期约为2.5小时，可能有半球形或类似顶部的形状，很像近地小行星Ryugu和Bennu。大约2.5小时的自转周期接近于物理性质为（6478）Gault的小行星的预期临界自转周期，这表明在多个时期内观测到的小行星活动是由于Yarkovsky-O 'Keefe-Radzievskii-Paddack效应导致其快速自转而产生的表面质量脱落。
2021-03-27 astro-ph.EP
Periodic Orbit Families in the Gravitational Field of Irregular-shaped Bodies
除了过去几年执行的小天体空间飞行任务之外，发现了双小行星和三小行星，使人们越来越关注围绕不规则形状天体的周期性轨道。在本工作中，我们采用多面体形状模型提供了一个准确的表示不规则形状的物体，并利用该模型来计算其相应的重力和有效势。我们还研究了周期轨道族的性质和周期轨道的延拓问题。我们证明了一个事实，它提供了一个守恒量，允许限制的数量的周期轨道在一个固定的能量曲面上的不规则形状的身体。Floquet乘数的碰撞在围绕彗星1 P/Halley的周期轨道的延续期间保持。本文还讨论了不规则形体周期轨道族中的多重分岔。在小行星216 Kleopatra周围发现了三个周期轨道族分叉，其中包括两个实鞍分叉和一个倍周期分叉。
2016-10-29 astro-ph.EP
Investigating Asteroid Surface Geophysics with an Ultra-Low-Gravity Centrifuge in Low-Earth Orbit
近地小天体任务目标162173 Ryugu，101955 Bennu和25143 Itokawa产生的重力场比地球低4个数量级，它们的不规则形状，加上旋转效应，产生不同的表面电位。尽管如此，我们观察到熟悉的地质纹理和地貌，这是颗粒状的物理过程发生在它们的表面。然而，这些地貌的性质，它们的起源，以及这些表面如何对探测器，着陆器，漫游者和穿透器的询问做出反应，在很大程度上仍然未知，因此降落在小行星上并操纵其表面材料仍然是一项艰巨的挑战。AOSAT+的设计是一个12 U立方体卫星，将位于低地球轨道，作为旋转的在轨离心机运行。这颗12U立方体卫星的一部分将包含一个实验室，该实验室将使用破碎的陨石作为风化层代理来重现小行星表面状况。实验室的旋转将模拟2公里及更小的小行星的表面重力。其结果是一个真实的风化层，环境，着陆器和挖掘机，也许宇航员将互动。该飞行任务的一个关键组成部分是在数值模拟中再现实验结果，以提取风化层的材料参数及其在持续、极低但非零重力环境中的行为。
2019-10-10 astro-ph.EP astro-ph.IM
Numerical investigations of the orbital dynamics around a synchronous binary system of asteroids
本文通过数值方法研究了同步双小行星系统共线平衡点附近的周期轨道族，分析了其稳定性与分岔，并与限制性三体问题结果对比，揭示了系统附近的动力学行为。
2023-07-18 astro-ph.EP
Orbital Mechanics near a Rotating Asteroid
本文研究了粒子绕旋转小行星运动的动力学方程的各种新形式，以及在不同流形上的有效势、Jacobi积分等。本文提出了九种新形式的绕旋转小行星运动的动力学方程，并找到了动力学方程的经典形式，给出了任意定体坐标系和特殊定体坐标系下势和有效势为标量形式的动力学方程，并对它们进行了讨论。导出了有效势和Jacobi积分的简化形式。导出了系数矩阵形式的动力学方程。给出并讨论了小行星附近动力学方程的其他形式，包括Lagrange形式、Hamilton形式、辛形式、Poisson形式、Poisson括号形式、上同调形式以及Kähler流形和另一复流形上的动力学方程。有效势和Jacobi积分的新形式也被提出。标量形式和系数矩阵形式的动力学方程有助于研究旋转小行星附近粒子轨道动力学的动力系统、分岔和混沌运动。在辛流形、Poisson流形和复流形上建立了旋转小行星附近粒子的动力学方程，为研究旋转小行星势场中粒子的运动提供了新的方法.
2014-03-03 astro-ph.EP
Order and Chaos near Equilibrium Points in the Potential of Rotating Highly Irregular-shaped Celestial Bodies
从动力系统理论的角度研究了旋转高度不规则形状天体势场平衡点附近运动的有序性和混沌性。非简并平衡点的位置随参数的变化而连续变化。平衡点附近的拓扑结构分为几种不同的情况。讨论了平衡点处的分支以及平衡点在不同情况下的拓扑变换。这些结论适用于各种旋转天体，无论是形状简单的天体还是形状极不规则的天体，包括小行星、彗星、行星和行星的卫星，有助于人们理解它们周围的动力学行为。应用于小行星216 Kleopatra，2063 Bacchus和25143 Itokawa是重要和有趣的：附属于小行星216 Kleopatra平衡点的本征值移动，并且总是属于相同的拓扑情况;虽然附属于小行星2063 Bacchus和25143 Itokawa的两个不同平衡点的本征值在平衡点的共振情况下移动，并且在复平面中发生本征值的碰撞。小行星216 Kleopatra势能的庞加莱截面显示了大尺度下轨道的混沌行为。
2015-08-07 astro-ph.EP
Convergence of a Periodic Orbit Family Close to Asteroids During a Continuation
本文研究了周期轨道在较大尺度上的延续性，发现了一定条件下收敛性的存在，这对小行星的研究具有深远意义，可以为从全局角度理解小行星动力学特征的演化提供一个总体的几何视角。基于多面体模型，通过一系列的理论分析和推导，得到了收敛性，表明周期轨道将演化为具有正常周期比的近圆轨道（例如，2：1、3：2和4：3）和在适当情况下几乎为零的扭转。作为这里所发展的结果的一个应用，研究了三颗小行星，（216）Kleopatra，（22）Kalliope和（433）Eros，并探测到了几个代表性的周期轨道族，在三种不同的情况下收敛：双向，递增方向和递减方向的延续。同时，这些数值例子之间的四个共同点进行了总结。首先，在一个单一的周期轨道族中的周期比的变化期间，在尖点处产生（伪）切分岔。此外，周期比中的这些尖点与平均半径、最大挠率和最大曲率半径变化时的转折点相吻合。此外，周期比随着总体雅可比常数的增大（或减小）而增大（或减小）。找到了周期比与雅可比常数之间的关系。结果表明，对于一个固定的谐振状态的周期比有一个下确界和一个上确界。最后，如果周期轨道收敛到一点，它可能是小行星的不稳定平衡点。
2020-10-23 astro-ph.EP
OSIRIS-REx Contamination Control Strategy and Implementation
OSIRIS-REx将返回碳质小行星Bennu的原始样本。本文描述了如何基于Bennu的期望和对有限的时间表和预算可以实现的现实理解来定义原始，以及该定义如何流向需求和实现。为了返回原始样品，OSIRIS-REx航天器采样硬件通过精确清洁、材料控制和警戒，保持在100 A/2的水平，并且采样器头上的氨基酸和肼<180 ng/cm 2。通过暴露于航天器组装和测试环境以及太空中的见证材料，进一步表征污染。这一特性描述提供了关于预期背景的知识，并将与存档的航天器部件一起使用，以便在样品被运送到地球进行分析时与样品进行比较。最重要的是，OSIRIS-REx航天器的清洁是通过科学家、工程师、管理人员和技术人员之间的沟通实现的。
2017-10-26 astro-ph.EP astro-ph.IM
Potential series expansion method applied in Analytical Modeling of Gravitational field of Irregularly Shaped Celestial Bodies
本文提出用PSEM对多面体四面体单元的引力势作高阶级数展开，以低于0.1%的外部相对误差和更高计算效率建模不规则小行星引力场。
2025-07-25 astro-ph.EP
Geodesy of irregular small bodies via neural density fields: geodesyNets
European Space Agency（欧洲空间局）；European Space Research and Technology Centre（欧洲空间研究与技术中心）
我们提出了一种新的方法，人工神经网络，所谓的geodesyNets的基础上，并提出令人信服的证据，他们的能力，作为精确的大地模型的高度不规则的机构，使用最少的先验信息的身体。该方法不依赖于身体形状信息，但如果可用，可以利用它。GeodesyNets学习一个三维的，可微的，代表身体密度的函数，我们称之为神经密度场。身体的形状，以及其他大地测量属性，可以很容易地恢复。我们调查了六种不同的形状，包括机构101955 Bennu，67 P Churyumov-Gerasimenko，433爱神星和25143 Itokawa的形状模型，在近距离测量过程中开发的。均质和非均质分布被认为是。从训练的geodesyNets模型计算的重力加速度，以及推断的身体形状，在所有情况下都显示出很高的精度，预测加速度的相对误差小于1%，甚至接近小行星表面。当身体形状信息可用时，geodesyNets可以无缝地利用它并进行训练，以表示能够深入了解身体内部结构的高保真神经密度场。这项工作介绍了一种新的未开发的方法来大地测量，增加了一个强大的工具，巩固的球谐函数，质量模型和多面体重力的基础上。
2021-05-27 astro-ph.EP cs.AI cs.LG
Stability and Motion around Equilibrium Points in the Rotating Plane-Symmetric Potential Field
摘要本研究主要探讨旋转平面对称位场中的平衡点、周期轨道、稳定性与流形。结果表明，平衡点附近的动力学行为完全由子流形和子空间的结构决定。将非退化平衡点分为12种情况。建立了系统线性稳定、非共振不稳定和共振平衡点的充要条件。此外，结果表明，共振平衡点是一个霍普夫分岔点。另外，当转速改变时，两个非退化平衡态可能发生碰撞和湮灭。这里开发的理论最后应用到两个特定的情况下，运动围绕一个旋转，均匀的立方体和小行星1620 Geographos。我们发现，随着转速的增加，平衡点发生相互湮灭，然后在x轴与表面的交点附近开始第一次表面脱落。这些结果可应用于行星科学，包括太阳系小天体的诞生和演化、小行星的旋转分裂和表面质量脱落等。
2018-06-29 astro-ph.EP nlin.CD
