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菲萊:10年“追星”不尋常
- 發(fā)布時(shí)間:2014-11-17 05:53:19 來源:經(jīng)濟(jì)日報(bào) 責(zé)任編輯:羅伯特
?、傺芯咳藛T選定在彗星的頭部位置投放“菲萊”。②“菲萊號”在彗星上空3公里處所拍照片。 (資料圖片)
前后20年時(shí)間,行程64億公里,花費(fèi)13億歐元……只為一顆僅一座山那么大、在太空中并不起眼的小小彗星“67P”,歐洲航天局花費(fèi)不可謂不大。這顆“鴨子”形狀的迷你星球,到底可能蘊(yùn)藏著怎樣的宇宙奧秘,值得人類這般為之不倦探索、孜孜以求?——
10年準(zhǔn)備10年緊追
經(jīng)過64億公里的漫長旅行,人類終于穿越了茫茫太空的阻隔,在蒼涼無垠的浩瀚宇宙中,第一次走近一顆彗星,輕輕地發(fā)出一句意味深長的問候。
地球到月球,大約38萬公里;地球到太陽,平均距離約1.5億公里。面對64億公里這樣天文數(shù)字的距離,“萬水千山”這樣的詞匯都已經(jīng)黯然失色。
“67P/丘留莫夫-格拉西緬科”,這是科學(xué)家為“67P”起的名字。天上的星星多得數(shù)不清,為什么單單選擇了“67P”?歐洲航天局的高級科學(xué)顧問馬克·麥克科漢說,彗星一般都遠(yuǎn)離太陽,其“生命”中最靠近太陽可能只有一次?!耙虼宋覀円x擇一顆現(xiàn)在靠近太陽、但此前很久沒有靠近太陽的彗星?!?/p>
為了這次“約會”,歐洲航天局從1993年就開始了“羅塞塔”計(jì)劃,前后耗資約13億歐元,以至于有人形容“羅塞塔”的探測任務(wù)為“十億美元的賭博”。
所幸的是,它成功了!彗星探測器“羅塞塔”攜帶著小家伙——“菲萊”登陸器,于2004年3月升空,經(jīng)過超過64億公里的太空飛行,終于在距離地球4億公里的太空追上正不斷逼近太陽的彗星“67P”,今年8月6日,歐洲航天局宣布,“羅塞塔”與“67P”實(shí)現(xiàn)“第一次親密接觸”。
隨后3個(gè)月,兩者并肩飛行,“羅塞塔”從一旁觀察彗星;“結(jié)伴而行”中,“羅塞塔”進(jìn)一步探究彗星,并鎖定了合適的著陸地點(diǎn)。
北京時(shí)間10月13日零時(shí)5分許,“菲萊”確認(rèn)成功登陸彗星“67P”。這次成功登陸標(biāo)志著人類發(fā)射的航天器首次在一顆高速運(yùn)行中的彗星表面著陸。在人類探索太空的歷史上,這是一個(gè)重大的里程碑。
危險(xiǎn)的親密接觸
為了和“67P”“親密接觸”,“菲萊”登陸器冒著“粉身碎骨”的危險(xiǎn)。網(wǎng)友們親切地把“菲萊”稱作“韭菜”,除了它們的字形很相似外,可能也因?yàn)樵谧兓媚獪y的太空,這個(gè)重100公斤、像電冰箱一樣大小的物體,確實(shí)如同一株韭菜般脆弱。
的確,這顆“韭菜”要想安穩(wěn)著陸,可不是件容易的事。麥克科漢介紹,其面臨的最大挑戰(zhàn)是著陸器是根據(jù)原來確定的彗星Virtanen設(shè)計(jì)的。此外,“67P”表面凹凸不平,給著陸出了不少難題。同時(shí),“67P”和“羅塞塔”都朝著太陽方向運(yùn)動(dòng),彗星表面會因溫度升高而更活躍,出現(xiàn)很多氣體和灰塵等飄浮物,這不利于著陸。
早前,科學(xué)家認(rèn)為該任務(wù)失敗的概率很高,即便出現(xiàn)最小的差錯(cuò),也會使得登陸任務(wù)前功盡棄,即“菲萊”撞上彗核表面的巖石或跌入懸崖中?!傲_塞塔”項(xiàng)目主管帕羅·費(fèi)里解釋說:“飛船在距離彗星只有22公里的高度上飛行,這大約相當(dāng)于商業(yè)航班飛行高度的兩倍左右。然后在某一時(shí)刻向下丟下一個(gè)盒子,希望它能準(zhǔn)確地落在一座山上的某一個(gè)位置上,誤差不能超過一平方公里。”著陸點(diǎn)附近就有陡峭的懸崖和很深的隕石坑,任何偏差都將要了“菲萊”的命。
在排除了幾個(gè)過于危險(xiǎn)的登陸地點(diǎn)以后,項(xiàng)目人員最終選定了一個(gè)方圓一千米的區(qū)域作為著陸點(diǎn),并將其命名為“Agilkia”。由于探測器距離地球達(dá)到了5.09億公里,因此無線電的信號傳輸也需要經(jīng)受住考驗(yàn),信號延遲大約28分鐘20秒,由歐洲航天局的地面通信站完成。
歐洲航天局在“羅塞塔”項(xiàng)目的博客主頁留言道:11日晚,“羅塞塔”經(jīng)過了最后一輪系統(tǒng)測試,確定它處于正確軌道上;午夜,地面控制人員檢測了遙控指令程序,為“菲萊”與“羅塞塔”分離做好準(zhǔn)備;接下來,控制人員還確認(rèn)“菲萊”狀況良好。12日,歐洲航天局位于德國達(dá)姆施塔特的歐洲空間運(yùn)轉(zhuǎn)中心證實(shí),“羅塞塔”已于歐洲中部時(shí)間12日9時(shí)35分釋放“菲萊”著陸器。接下來,“菲萊”以每小時(shí)3.5公里、幾乎等同于步行的速度向彗星靠近,“走”完最后的22.5公里路程。7個(gè)小時(shí)后,它才抵達(dá)彗核。
“67P”彗星表面的重力十分微弱,以至于如果一名宇航員站在這顆彗星的表面上,只需輕輕一跳就能擺脫其萬有引力的束縛。“菲萊”使用了兩個(gè)魚叉及其三條長“腿”上的螺旋冰錐,以固定自己。登陸后,“菲萊”向地球發(fā)回首張著陸點(diǎn)全景照片,其攜帶的10個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器也將對彗星的土壤、磁場等情況展開測量分析。
雪藏秘密的“冰箱”
“67P”,既不“高”——大小只相當(dāng)于勃朗峰(阿爾卑斯山脈的最高峰);也不“帥”——形狀像一個(gè)不規(guī)則的橡皮鴨,表面布滿懸崖和斜坡,還有大大小小的坑洞和巨石。但它也許能告訴我們一直苦苦尋求的真相:太陽系如何起源?生命從何孕育?
我們之所以如此興師動(dòng)眾、“不遠(yuǎn)億里”來“追星”,是因?yàn)椤?7P”就像一個(gè)飛行的“冰箱”,保存著太陽系最原始的物質(zhì),等待著我們?nèi)ソ议_生命起源的“謎底”。
天文學(xué)家認(rèn)為,彗星是太陽系內(nèi)部行星形成過程中留下的冰質(zhì)殘留天體,由太陽系誕生初期的物質(zhì)組成,由于它們自身溫度極低,并置身于“天寒地凍”的宇宙空間,因此自太陽系誕生以來,彗星成分幾乎不變。彗星“67P”就誕生于46億年前太陽系形成初期。與地球上地質(zhì)變化頻繁不同,彗星上變化較少,科學(xué)家們期待,對彗星進(jìn)行研究將有助于揭開太陽系形成的諸多奧秘,有助于科學(xué)家改進(jìn)太陽系模型,更好地認(rèn)識一顆行星是如何變得適合生命繁衍的。
迄今,“羅塞塔”已經(jīng)動(dòng)用多重“感官”了解“67P”:它7月曾對目標(biāo)彗星拍照。照片顯示,與許多人預(yù)想的不同,這顆彗星并不像個(gè)土豆,而更像一只鴨子,預(yù)示著“67P”可能由兩顆彗星相撞而成。10月,“羅塞塔”自身攜帶的科學(xué)儀器發(fā)現(xiàn),“67P”揮發(fā)化學(xué)成分的“氣味”類似于臭雞蛋和醋的混合。歐洲航天局11日說,他們收集到了這顆彗星的“聲音”,這種響聲可能由其發(fā)射的粒子帶電發(fā)出。
“羅塞塔”已經(jīng)創(chuàng)造了歷史,這艘無人太空探測器在環(huán)繞目標(biāo)彗星運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中收集了截至目前有關(guān)其內(nèi)核成分、圍繞內(nèi)核的氣狀物成分以及內(nèi)核表面地圖的最為詳盡的信息。
“羅塞塔”將告訴世人,地球上的海洋是不是億萬年前彗星撞擊所帶來的結(jié)果,以及彗星撞擊是否帶來了所有生命的基礎(chǔ)材料:水和簡單的有機(jī)分子,從而為生命的形成鋪平了道路。
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“羅塞塔”遠(yuǎn)征記
□ 2004年3月,“羅塞塔”探測器由一枚阿麗亞娜5型火箭運(yùn)載,從法屬圭亞那庫魯航天中心發(fā)射升空,任務(wù)是在2014年追上目標(biāo)彗星“丘留莫夫-格拉西緬科”并釋放著陸器“菲萊”。由于動(dòng)力系統(tǒng)不足以將其直接送往彗星,探測器采取借助地球和火星引力的方法,4次調(diào)整速度和軌道,迂回抵達(dá)目標(biāo)彗星,這一過程耗時(shí)10年。
□ 2005年3月,“羅塞塔”首次借助地球引力改變速度和軌道,并于2007年分別向火星和地球“借力”調(diào)整飛行。2009年11月,“羅塞塔”第三次也是最后一次飛掠地球,借力調(diào)速變軌。在此期間,它也對火星和沿途遇到的小行星進(jìn)行觀測。
□ 2008年9月,“羅塞塔”近距離飛掠小行星“斯坦斯”,用所攜導(dǎo)航相機(jī)及光學(xué)和紅外成像系統(tǒng)對其進(jìn)行全方位觀測,并將數(shù)據(jù)傳回歐航局。
□ 2010年7月,“羅塞塔”近距離飛掠小行星“魯特西亞”,并傳回首批高清照片。觀測結(jié)果證實(shí),這顆小行星表面布滿隕石坑,說明它曾多次遭受劇烈撞擊。
□ 2011年6月,為節(jié)省能源,“羅塞塔”探測器進(jìn)入“深度睡眠”。經(jīng)過31個(gè)月休眠后,“羅塞塔”的軌道重新接近太陽。
□ 2014年1月20日,探測器的鬧鐘系統(tǒng)依據(jù)歐航局指令,按時(shí)啟動(dòng)探測器上的重要系統(tǒng),使其重新工作。
□ 2014年7月,“羅塞塔”距目標(biāo)彗星1.4萬公里時(shí)拍攝的照片顯示,“丘留莫夫-格拉西緬科”彗星由兩部分連接而成,形似一只橡皮鴨。8月,已飛行超過64億公里的“羅塞塔”成功進(jìn)入目標(biāo)彗星的運(yùn)行軌道。
□ 2014年9月,科學(xué)家在上述“橡皮鴨”彗星的頭部為“菲萊”選定著陸點(diǎn)。
□ 2014年11月12日,“羅塞塔”與“菲萊”分離,“菲萊”借助目標(biāo)彗星的引力飛向著陸點(diǎn)。此后,著陸器將緊緊附著在彗核上,一同飛向太陽,從而觀察彗核物質(zhì)如何在陽光作用下蒸騰噴發(fā)。預(yù)計(jì)此次探測任務(wù)將于2015年12月結(jié)束。
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