作者:赵熙熙 来源:中国科学报 发布时间:2014-1-20 8:00:06
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飞行十年 跋涉七十亿公里
彗星探测器准备“起床”

在艺术家的笔下,2014年11月,菲莱着陆器将尝试在彗星67P/Churyumov-Gerasimenko的表面降落。图片来源:ATG medialab/ESA
 
本报讯 空间科学家早已习惯了高度紧张的时刻。他们通常只有一个机会能够把事情做好,而决定任务成败的仪器往往位于数千万甚至几亿公里之外。如今,欧洲空间局(ESA)马上就将面对一次相当大的焦虑——当地时间1月20日,“冬眠”了近3年的“彗星猎人”罗塞塔号探测器将被唤醒。
 
随着如今距离地球约8亿公里的罗塞塔号正在快速接近其目标:彗星67P/Churyumov-Gerasimenko,该探测器将首先被预设的警报所激活。这将引发一系列自动化操作,包括应该看到的探测器组件回暖,其自旋纠正推进器和天线将指向地球并开始通信,而这将会有一个焦急的等待过程。
 
ESA于2005年向土星卫星土卫六执行惠更斯任务的项目主管Claudio Sollazzo表示:“我可以告诉你,你会拼命地出汗。”那一次,当探测器从卡西尼轨道飞行器上被释放后,Sollazzo曾忍受了两个星期的无线电静默。“随着每一秒钟的延迟,你立刻会告诉自己,‘好吧,可能出了什么问题。’尽管你知道自己做的每一步都是正确的,但人类的天性让你自认为发生了一些不好的事情。”
 
一旦罗塞塔号“醒”了,风险将会更高。在今年的晚些时候,该任务的科学家将会尝试近距离观测彗星,并会将一个名为菲莱的着陆器降落在彗星表面——这将是人类第一次试图在彗星上着陆。这两个目标旨在提供关于太阳系形成和地球生命的重要数据。
 
这项耗资10亿欧元的项目于2004年3月发射升空。由于没有足够大的动力系统,探测器只能借助地球和火星的引力,4次调整速度和轨道,迂回抵达目的地。为了节省能量,探测器于2011年6月进入了“冬眠”模式。
 
根据计算,当赶上彗星67P/Churyumov-Gerasimenko时,罗塞塔号探测器已经在内太阳系转了整整5圈,总航程接近70亿公里。一路上,航天器利用地球和火星的引力给自身加速,速度从发射时的每小时2.6万千米,达到了追赶彗星所需的每小时13.5万千米。
 
罗塞塔号探测器将于今年8月到达彗星67P/Churyumov-Gerasimenko,届时它将分析彗星的表面、引力、形状和旋转情况,进而找到一个合适的地点投放1立方米大小的菲莱着陆器。罗塞塔号探测器项目主管Andrea Accom-azzo表示:“我们对于这一天体真的知之甚少。”
 
为了避免彗星距离太阳过近——那时它将产生更多的碎片,ESA计划在今年11月释放菲莱着陆器。而罗塞塔号探测器将从距离彗星100公里的环绕轨道,下降至约4公里的着陆轨道,随后投放着陆器到一个1平方公里的着陆区域。由于只有1次着陆机会,以及与地球通讯30分钟的延迟导致的全自动过程,将使得这项操作充满风险。ESA科学与无人航天器理事会高级科学顾问Mark McCaughrean说:“纵然我们选择最好的着陆地点,安全着陆依然需要一些运气。”
 
彗星是一种非常原始的天体。它们的气体、尘埃和有机分子在太阳系于46亿年前形成以来便鲜有变化。科学家认为,彗星携带了关于太阳系起源的大量重要线索。同时,彗星也被认为向地球传递了大量的水,甚至还有氨基酸,而这些都是形成生命的积木。
 
彗星67P/Churyumov-Gerasimenko直径约5千米,于1969年被发现。当罗塞塔号探测器追上这颗彗星时,其距离太阳约6亿公里。彗星67P/Churyumov-Gerasimenko的彗核相当平静。但随着彗星离太阳越来越近,上面的冰将“蒸腾”而出——形成彗星标志性的尾巴。(赵熙熙)
 
《中国科学报》 (2014-01-20 第2版 国际)
 
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