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解碼:“羅塞塔”的十年追星路

2014-11-14
来源:新华网资料

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  在古代,彗星往往被認為是不祥之兆,俗稱“掃把星”,人們往往將戰爭、瘟疫等災難歸罪於彗星的出現。現在我們瞭解到,彗星或許是使得地球上出現生命的直接因素。科學家們之所以對探索彗星不懈努力,是因為彗星本身沒有地質活動,又長期呆在太陽系週邊的“冰凍室”裡,所以它們很好地保存了太陽系早期的資料,尤其是那些可能和地球上的生命誕生有關的資料

  ——關注

  10年前,懷揣美好願望的人類,向太空發射了“羅塞塔”號彗星探測器;10年來,“羅塞塔”身負重任隻身遨遊太空;10年後,著陸彗星成為現實。北京時間13日淩晨,歐洲宇航局的羅塞塔號探測器釋放著陸器菲萊,成功軟著陸彗星67P/楚留莫夫-格拉希門克表面。這是人類探測器首次軟著陸一顆彗星。

亞力安5號運載火箭準備將羅塞塔衛星發射送入彗星軌道。圖片來源:ESA

  ——“羅塞塔”與“菲萊”名字來自埃及

  “羅塞塔”號彗星探測器由兩個主元件組成:“羅塞塔”探測器及“菲萊”登陸器。“菲萊”,是不是第一眼看成了韭菜?羅塞塔和菲萊這兩個名字來自哪裡呢?答案是:埃及。1799年,羅塞塔石碑在埃及被發現。石碑上鐫刻了三段話分別用埃及象形文字、通俗體文字和希臘文書寫。

  由於文字的內容完全相同,科學家終於在1822年破譯出了古埃及的象形文字,打開了通向古埃及歷史文明的大門。歐洲航天局希望這個儀器也能在太空探測中起到關鍵性的突破作用。登陸器“菲萊”,名字來源於埃及尼羅河中的一個名叫菲萊的小島,因為,有一塊方尖碑在那裡被發現,且協助解讀了羅塞塔石碑的碑文。

  ——“羅塞塔”為什麼非要上彗星

  科學家們認為,與地球上地質變化頻繁不同,彗星上變化較少,就像一個飛行的“冰箱”,保存著太陽系起源時的最原始物質。探測彗星有助於揭開太陽系甚至地球生命起源的秘密。歐洲航天局“羅塞塔”專案科學家馬特·泰勒說,“羅塞塔(項目)正試圖解答關於太陽系歷史的一些宏大問題。嬰兒時期的太陽系是什麼樣?它是如何演變的?在此過程中,彗星扮演著怎樣的角色?彗星是如何運行的?”在天文學界,大多數天文學家認為地球上大量的水,可能就是彗星與地球相撞時帶來的。甚至科學家進一步認為,和彗星一併來到地球上的,還有構成生命的原始物質,甚至生命本身。簡單來說,探測彗星可以幫助我們回答“我們從哪裡來”這個困擾人類千年的大問題。>>

“羅塞塔”拍攝的67P“丘-格”彗星。圖片來源:ESA

“羅塞塔”號拍攝的67P/丘留莫夫-格拉西緬科彗星地貌細節。圖片來源:ESA

  ——為何選中木星族彗星“丘-格”

  在所有彗星中,天文學家最感興趣的要數“木星族彗星”了。人類目前實施過空間探測的彗星,除了哈雷彗星以外,全是木星族彗星。木星族彗星是指受到木星引力影響的彗星,這些彗星距離太陽最遠處都在木星軌道附近,公轉週期在20年以下。“丘留莫夫-格拉西緬科”彗星就是一顆木星族彗星。在撞擊地球的彗星中,木星族彗星可能佔據高達90%以上,它們對地球有著舉足輕重的影響。

  此外,木星族彗星還有一個優點:因為它們距離太陽總是不太遠,水冰及其他揮發性物質會消耗得很快,平均壽命一般不會超過一兩千年,因此我們現在能觀察到的木星族彗星,一般都是最近才從太陽系週邊被“請”進來的—— 一兩千年在天文學上簡直連一瞬間都算不了!所以,這些彗星幾乎肯定是“假一賠十”的“新鮮”。

  木星族彗星還和目前天文學界一個大謎題有關:我們身邊有多少近地小行星是那些耗盡了揮發物質的彗星核呢?因為這些小行星內部深處仍然可能埋有水冰,它們數量的多寡可以左右我們對地球歷史的知識。天文學家們通過觀測認為,B型和C型小行星中或許混有相當數量的這些“死彗星”,甚至可能高達20%。

馬尿,臭雞蛋,以及苦杏仁,再加上酒精,甲醛,醋和其他味道。這種恐怖的組合正是67PC-G彗星表面的氣味。

  ——來自彗星的聲音和氣味

  自從今年8月份以來,羅塞塔飛船上搭載的“羅塞塔離子與中性粒子分析儀”(ROSINA)便一直在利用它的兩台質譜儀嗅探67P/C-G 彗星的“氣味”。ROSINA設備的首席科學家凱薩琳·艾特維格(Kathrin Altwegg)表示:“67P/C-G彗星的氣味非常強烈,其中混雜著臭雞蛋(硫化氫),馬尿(氨氣),以及甲醛的那種辛辣,令人窒息的氣味。除了這些,還有令人眩暈,聞起來有點苦杏仁味道氫氰酸的氣味。這還沒完,這裡面還得加入一些酒精的味道(甲醇),還有二氧化硫的那種類似醋一樣的味道,最後再加入二硫化碳的獨特芳香味道。好了,現在你大概就能感受一下彗星上的氣味了。”

  當“菲萊”奔赴67P時,“羅塞塔”號忙裡偷閒,錄製了一段來自彗星的聲音!由於彗星特殊的環境,人耳不會直接聽到,網上音訊裡錄製的是超低頻環境音,然後將頻率放大10000倍,這樣才能被我們的耳朵感知到。聽起來很怪異的感覺,像某種鳥在不停地咯咯叫,又像是反復敲擊什麼東西,中間夾雜著呼嘯的風聲。

2005年3月5日,羅塞塔完成近地飛行任務後,回望地球拍下這張半邊被照亮的地球照片。圖片來源:ESA

2007年2月,羅塞塔在距離火星24萬千米處拍攝的火星全景。圖片來源:ESA

2009年11月,羅塞塔在35萬公里處遙望地球,南美洲和南極洲附近出現新月光環。圖片來源:ESA

2010年,羅塞塔在36萬公里處拍攝的小行星魯特西亞和遠處的土星,可見土星光環。魯特西亞是一顆在火星和木星軌道間運行的小行星。圖片來源:ESA

羅塞塔探測器十年運行軌跡。

“羅塞塔”號位於彗星“67P/楚留莫夫-格拉希門克”附近的一張藝術概念圖。這個探測器隨機攜帶的儀器並沒有勾勒出一顆被冰覆蓋的明亮彗星的畫面,而是發現,事實上從一些波長範圍來看,67P比木炭還要黑。

  ——“羅塞塔”與“菲萊”的10年追星路

  2004年3月,“羅塞塔”探測器由一枚阿麗亞娜5型火箭運載,從法屬圭亞那庫魯航太中心發射升空,任務是在2014年追上目標彗星“丘留莫夫-格拉西緬科”並釋放著陸器“菲萊”。

  2005年3月,“羅塞塔”探測器首次借助地球引力改變速度和軌道,並於2007年分別向火星和地球“借力”調整飛行。2009年11月,“羅塞塔”第三次從地球旁邊飛過,借力調速變軌。

  2008年9月,“羅塞塔”探測器近距離飛掠小行星“斯坦斯”,用所攜導航相機及光學和紅外成像系統對其進行全方位觀測,並將數據傳回歐洲航天局。這些資料可以説明科學家更深入地瞭解小行星的成分和形成過程,補充有關太陽系歷史的知識。

  2010年7月,“羅塞塔”近距離飛掠小行星“魯特西亞”,並傳回首批高清照片。觀測結果證實,這顆小行星是個不斷旋轉的長橢球形天體,其表面佈滿隕石坑,說明它曾多次遭受劇烈撞擊。

  2011年6月,為節省能源,“羅塞塔”探測器進入“深度睡眠”。直至2014年1月,休眠31個月的“羅塞塔”被歐洲航天局喚醒。

  2014年3月,同樣自2011年6月進入休眠狀態的著陸器“菲萊”被喚醒,以便為年底著陸做好準備。此時,“羅塞塔”與“菲萊”距離目標彗星還有不到400萬公里。

  2014年7月,“羅塞塔”距目標彗星1.4萬公里時拍攝的照片顯示,“丘留莫夫-格拉西緬科”彗星由兩部分連接而成,形似一隻橡皮鴨。同年8月,已飛行超過64億公里的“羅塞塔”成功進入目標彗星的運行軌道。

  2014年9月,科學家在上述“橡皮鴨”彗星的頭部為“菲萊”選定著陸點。

  2014年11月12日,“羅塞塔”與“菲萊”分離,“菲萊”借助目標彗星的引力飛向著陸點。如果登陸成功,攜有10台儀器的“菲萊”將對彗星拍照並對其土壤、磁場展開測量分析,將數據傳回地球。

  “丘留莫夫-格拉西緬科”彗星眼下正逼近太陽,“菲萊”的隔熱設計可讓其在該彗星表面堅持到2015年3月底。屆時,“菲萊”將因周圍溫度過高而停止運轉。“羅塞塔”探測器則繼續繞目標彗星運轉,觀察它接近並遠離太陽時的變化。

 

[责任编辑:罗强]
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