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[國家航天局網訊] 2004年3月2日,歐洲空間局的羅塞塔探測器被歐裏安5G型運載火箭從法屬圭亞那庫魯航天中心發射升空,成功地進入了太空預定軌道,從而開始了追逐丘留莫夫-格ge拉la西xi緬mian科ke彗hui星xing的de長chang途tu征zheng程cheng。由you於yu這zhe是shi羅luo塞sai塔ta發fa射she計ji劃hua一yi再zai推tui遲chi後hou獲huo得de的de成cheng功gong,加jia之zhi它ta未wei來lai的de彗hui星xing探tan測ce活huo動dong乃nai屬shu人ren類lei首shou次ci用yong航hang天tian器qi登deng陸lu彗hui核he進jin行xing研yan究jiu,故gu而er引yin起qi了le世shi界jie範fan圍wei的de關guan注zhu。聯lian想xiang到dao1月2日,美國星塵號探測器對懷爾德2號彗星的取樣活動,不由得引發了人們對最新彗星探測動態的思考。
為啥要用航天器探測彗星
從(cong)前(qian),人(ren)們(men)把(ba)彗(hui)星(xing)稱(cheng)為(wei)掃(sao)帚(zhou)星(xing),認(ren)為(wei)是(shi)不(bu)祥(xiang)之(zhi)兆(zhao)。隨(sui)著(zhe)科(ke)學(xue)知(zhi)識(shi)的(de)普(pu)及(ji),現(xian)在(zai)大(da)家(jia)都(dou)知(zhi)道(dao)彗(hui)星(xing)也(ye)是(shi)太(tai)陽(yang)係(xi)家(jia)族(zu)成(cheng)員(yuan)的(de)一(yi)種(zhong),同(tong)樣(yang)繞(rao)日(ri)運(yun)轉(zhuan),隻(zhi)是(shi)軌(gui)道(dao)特(te)殊(shu)而(er)已(yi)。當(dang)彗(hui)星(xing)沿(yan)著(zhe)自(zi)己(ji)的(de)運(yun)行(xing)軌(gui)道(dao)接(jie)近(jin)太(tai)陽(yang)時(shi),它(ta)即(ji)分(fen)為(wei)中(zhong)央(yang)密(mi)實(shi)而(er)明(ming)亮(liang)的(de)彗(hui)核(he)、霧狀的彗發和長長的慧尾三個組成部分。由於彗星是太陽係最原始的天體,在太陽係誕生46億(yi)年(nian)來(lai),它(ta)幾(ji)乎(hu)始(shi)終(zhong)保(bao)持(chi)著(zhe)形(xing)成(cheng)初(chu)期(qi)的(de)狀(zhuang)況(kuang),同(tong)時(shi)還(hai)可(ke)能(neng)攜(xie)帶(dai)孕(yun)育(yu)生(sheng)命(ming)的(de)種(zhong)子(zi),因(yin)此(ci)引(yin)起(qi)了(le)人(ren)類(lei)對(dui)其(qi)進(jin)行(xing)探(tan)測(ce)的(de)重(zhong)視(shi)。鑒(jian)於(yu)地(di)麵(mian)觀(guan)測(ce)距(ju)離(li)較(jiao)遠(yuan),難(nan)以(yi)認(ren)識(shi)其(qi)真(zhen)實(shi)麵(mian)目(mu),故(gu)而(er)人(ren)類(lei)進(jin)入(ru)太(tai)空(kong)時(shi)代(dai)以(yi)後(hou),科(ke)學(xue)家(jia)們(men)就(jiu)用(yong)航(hang)天(tian)器(qi)從(cong)外(wai)層(ceng)空(kong)間(jian)或(huo)就(jiu)近(jin)交(jiao)會(hui)對(dui)彗(hui)星(xing)進(jin)行(xing)探(tan)測(ce)研(yan)究(jiu)。
實shi際ji上shang,並bing非fei所suo有you彗hui星xing都dou環huan繞rao太tai陽yang運yun轉zhuan,有you些xie是shi沿yan著zhe拋pao物wu線xian或huo雙shuang曲qu線xian運yun行xing的de,它ta們men僅jin以yi太tai陽yang為wei焦jiao點dian,經jing過guo近jin日ri點dian之zhi後hou即ji遠yuan離li而er去qu,不bu再zai回hui頭tou,隻zhi是shi太tai陽yang係xi裏li的de臨lin時shi來lai客ke。凡fan是shi繞rao日ri運yun轉zhuan的de彗hui星xing,均jun被bei稱cheng為wei周zhou期qi彗hui星xing,它ta們men的de軌gui道dao都dou是shi很hen扁bian的de橢tuo圓yuan,可ke以yi提ti前qian算suan出chu其qi到dao達da遠yuan日ri點dian和he回hui歸gui近jin日ri點dian的de時shi間jian。用yong航hang天tian器qi進jin行xing探tan測ce的de都dou是shi周zhou期qi彗hui星xing,這zhe樣yang在zai發fa射she它ta時shi即ji可ke準zhun確que預yu測ce兩liang者zhe交jiao會hui的de時shi間jian。
自20世紀80年代中期以來,人類已用多個航天器對5顆各具特征的彗星進行了探測、guancehepaishe,binghuodeleyipizhongyaoshujuziliao,dangongtongquedianshimeiyoushoujihuixingwuzhifanhuidiqiu,yemeiyouzhijiezheluhuihejinxingyanjiu。jianyuduihuixingdecaiyanghenyoukenengdailaishengmingqiyuandewuzhicailiaohebaoguixinxi,duihuihedeyanjiuyouzhuyulejietaiyangxikaishixingchengshidehuaxueyuwuliguocheng,yincimuqiandetancehuodongzhengxiangzheliangfangmianjinxingnuli。meiguociqianfashedexingchenhaotanceqiheganggangshengkongdeoukongjuluosaitatanceqi,jiushifenbieliyongzheliangzhongfangshiduihuixingjinxingtancedexianxingzhe。
星塵號采樣懷爾德2號
美國耗資2億美元研製而成的星塵號探測器,是於1999年2月8日被德爾塔2型火箭從佛羅裏達州卡納維拉爾角肯尼迪航天中心發射升空進入太空預定軌道的。它是一台大小像電話亭,重量為385公斤的機器人,攜有返回艙、太陽能電池板及其保護裝置,主體外還配備了特殊設計的防護罩。返回艙內裝有46公斤重的彗星塵埃物質捕獲器、能提供高分辨率照片的照相機和獲取有關彗星數據的其他科學儀器。在沿著追尋路線飛向探測目標懷爾德2號彗星的長途跋涉中,星塵號環繞太陽運行了兩周,並收集了一些星際空間的塵埃樣品。
懷爾德2號彗星於1978年1月6日第一次飛近地球,因被瑞士天文學家保羅·懷爾德首次發現而得名。其慧核長4.8公裏,由岩石、冰態氣體和有機分子構成,每6.17年沿軌道繞日運行一周。因為它是太陽係保存完好的一顆彗星,21世紀初又處於探測的最佳時間和地點,故而用星塵號探測器對其進行采樣和拍照。
經過5年的太空飛行後,星塵號於今年1月2日得以與懷爾德2號交會。它距離慧核最近時約為240gongli,congqiyouqitichenaiyunzuchengdehuifazhongchuanguo。cishi,xingchenhaoyifangmianshenchuyigeeryanghuaguijididewangqiupaihaimianzhuangqiningjiao,yongyifuhuogaosuyundongdehuixingchenaiweili,ranhouzhedieshourufanhuicang,zhucunyubuhuorongqizhizhong;另一方麵用照相機拍攝彗星圖像,用其他科學儀器獲取探測數據。
在完成任務後,星塵號已沿著預定路線朝返回方向飛來,並將於2006年1月飛到地球附近。此時裝有彗星物質的返回艙將與飛行主體分離,並於1月15日左右重返大氣層,隨即通過降落傘等裝置減速後,緩緩地著陸於美國猶他州鹽湖城東南160公裏的沙漠上。這將是人類第一次用航天器對彗星進行取樣研究。
羅塞塔的發射一波三折
歐空局研製的羅塞塔探測器,重約三噸,由軌道器和名為菲萊的著陸艙兩大部分組成,價值10億美元。軌道器裝備著12台科學儀器,登陸艙攜帶著9台科學儀器,它們都是集中了歐洲高新技術成果研製而成的。實施這一航天器進軍太空的活動計劃,體現了歐空局11個成員國在探測彗星的征途上獨辟蹊徑的首創精神和巨大勇氣。但是其發射升空的時間卻一推再推,比原計劃晚了14個月。
本來安排羅塞塔探測器在2003年1月用歐裏安5G型即普通加強型運載火箭從庫魯航天中心發射升空,於2011年11月開始對維爾塔寧彗星進行環繞探測,並於2012年7月釋放登陸艙著陸彗核表麵做鑽探研究,同時將獲得的結果發回地麵。後來由於該型火箭於2002年12月11rishoucifasheshibai,erpaichuguzhangxuyaoshuyueshijian,guerfashejihuazhidegeqian。yinweicuoguolefashechuangkou,suoyibudebufangqiweiertaninghuixing,erzhongxinxuanzelingwaiyikehuixingzuoweitancehedengludemubiao。
經過2003年的調整和準備,歐空局最終確定了把丘留莫夫-格拉西緬科彗星選為羅塞塔探測器飛抵的最新目的地。該彗星是1969年由原蘇聯兩位天文學家首次發現並以其名字命名的。其慧核直徑約為4公裏,在太陽係的飛行時速為13.5萬公裏,繞日運行的軌道周期為6年。歐空局同時確定,2004年2月26日ri把ba羅luo塞sai塔ta探tan測ce器qi送song上shang太tai空kong。誰shui知zhi到dao了le發fa射she日ri子zi,由you於yu庫ku魯lu航hang天tian中zhong心xin上shang空kong風feng力li過guo大da,有you可ke能neng將jiang升sheng空kong的de運yun載zai火huo箭jian吹chui偏pian,因yin而er被bei迫po臨lin時shi決jue定ding推tui遲chi24小時發射。後來又因火箭的絕緣材料出現了問題,以至推遲到3月2日才發射成功。
登陸慧核探測意義重大
標誌著歐空局對太空研究全新思路和設計理念的羅塞塔探測器,將沿著預設的追尋軌道飛馳10年時間方能與丘留莫夫-格拉西緬科彗星交會。在此期間,它將3次飛近地球,並於2007nianconghuoxingshenpangcongconglveguo,mudeshijiezhuzheliangkexingxingdeyinlitishengzijidefeixingsudu,yijieshengbenshentuijinxitongsuodaideranliao。zhezhongbaxingxingdangzuotiaobanyizengsudezuofa,zaifeixiangyaoyuantiantidehangtianqishangchangbeicaiyong。
預計羅塞塔探測器將於2014年1月到達距離太陽約6.75億公裏的位置,此處正是丘留莫夫-gelaximiankehuixingguidaodeyuanridian,congershixianliangzhedejiaohui。luosaitajiangdaodajuhuihejigonglichu,bingzaizheyigaodudeguidaoshanghuanraohuixingyunzhuan,chengweigaihuixingderenzaoweixing,bingsuizhehuixingzhujianxiangjinridianfeixing。zaiciqijian,tajiangliyongzijixiedaidekexueyiqiyanjiuhuihebiaomiandewuzhigouchengjiqihuaxueyuwulibianhua,fenxiqidiancijiyinlidengtezheng,bingduimiduyuelaiyuedadehuifazhongdeqitihechenaijinxingtance,haiyaohuizhihuixingtuxiang,suohuoziliaojiangjishichuanhuidiqiu。zhezhongtancehuodong,jiangchixu28個月,直到2016年4月方才結束。
更重要的是,2014年11月,羅塞塔探測器將釋放菲萊登陸艙,著陸於丘留莫夫-格ge拉la西xi緬mian科ke彗hui星xing的de慧hui核he表biao麵mian,對dui其qi構gou成cheng進jin行xing直zhi接jie研yan究jiu,登deng陸lu艙cang將jiang用yong攜xie帶dai的de鑽zuan頭tou,從cong慧hui核he表biao麵mian往wang下xia鑽zuan探tan,從cong而er提ti取qu不bu同tong深shen度du上shang的de物wu質zhi,並bing放fang入ru專zhuan門men儀yi器qi中zhong進jin行xing分fen析xi,辨bian別bie出chu礦kuang物wu和he同tong位wei素su成cheng分fen,重zhong點dian尋xun找zhao是shi否fou含han有you有you機ji物wu,並bing用yong其qi他ta儀yi器qi研yan究jiu彗hui核he表biao麵mian的de強qiang度du、密度、溫(wen)度(du)等(deng)物(wu)理(li)特(te)性(xing),還(hai)用(yong)照(zhao)相(xiang)機(ji)對(dui)周(zhou)圍(wei)環(huan)境(jing)進(jin)行(xing)拍(pai)攝(she),然(ran)後(hou)將(jiang)獲(huo)得(de)的(de)各(ge)種(zhong)結(jie)果(guo)通(tong)過(guo)羅(luo)塞(sai)塔(ta)軌(gui)道(dao)器(qi)傳(chuan)回(hui)地(di)麵(mian)控(kong)製(zhi)中(zhong)心(xin),供(gong)科(ke)學(xue)家(jia)們(men)判(pan)斷(duan)後(hou)從(cong)中(zhong)得(de)出(chu)應(ying)有(you)結(jie)論(lun)。不(bu)言(yan)而(er)喻(yu),這(zhe)種(zhong)登(deng)陸(lu)研(yan)究(jiu)和(he)實(shi)地(di)考(kao)察(cha),將(jiang)會(hui)揭(jie)開(kai)彗(hui)星(xing)構(gou)成(cheng)的(de)奧(ao)秘(mi),從(cong)而(er)深(shen)化(hua)人(ren)類(lei)對(dui)這(zhe)類(lei)形(xing)跡(ji)詭(gui)秘(mi)的(de)天(tian)體(ti)的(de)認(ren)識(shi),並(bing)有(you)可(ke)能(neng)在(zai)生(sheng)命(ming)起(qi)源(yuan)方(fang)麵(mian)獲(huo)得(de)新(xin)的(de)發(fa)現(xian)。
羅塞塔探測器的彗星之旅,是歐空局曾嚐試過的深空探測中用時最長、最zui具ju挑tiao戰zhan性xing的de航hang天tian飛fei行xing任ren務wu。此ci舉ju若ruo獲huo成cheng功gong,不bu僅jin會hui給gei人ren類lei增zeng添tian許xu多duo新xin的de科ke學xue知zhi識shi,大da大da拓tuo寬kuan人ren們men的de認ren識shi視shi野ye,而er且qie其qi做zuo法fa和he經jing驗yan也ye會hui對dui以yi後hou的de彗hui星xing探tan測ce如ru撞zhuang擊ji彗hui核he研yan究jiu、采集彗核樣品返回地球等具有重要借鑒意義。(中國航天科工集團公司研究員 尹懷勤)
本文編輯:李遷

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