设想一个人站在彗星表面

再过三个月,经过十年跋涉的彗星探测器“罗塞塔”将到达目标,并于今年年底释放出名叫“菲莱”的登陆器。可以设想一个人站在彗星表面会看到怎样的景象,因为“菲莱”的相机视角跟人站在那里非常接近。

责任编辑:朱力远

“菲莱”登陆彗星时的艺术想象图。 (ESA 网站/图)

再过三个月,经过十年跋涉的彗星探测器“罗塞塔”将到达目标,并于今年年底释放出名叫“菲莱”的登陆器。可以设想一个人站在彗星表面会看到怎样的景象,因为“菲莱”的相机视角跟人站在那里非常接近。

经过10年的长途跋涉,欧洲空间局(ESA)的探测器“罗塞塔”距离目标只差最后一小段路程了。如果一切顺利的话,“罗塞塔”将在2014年8月追上67P/C-G彗星,而11月份的时候,它所携带的登陆器还会着陆在彗星上。

这将是人类探测器第一次在彗星上进行软着陆。而母探测器则会跟随67P/C-G彗星飞行一年多的时间,研究彗星在接近太阳的过程中所散发出来的物质。这些研究可能会帮助天文学家更好地理解太阳系的形成过程和生命的起源。

在5月15日公布的最新动态图中,可以看到67P/C-G彗星在过去六个星期里变得越来越活跃。它是一颗以6.45年为周期绕太阳运行的彗星。它越接近太阳,就有越多的物质散发出来,到5月初的时候,彗尾已经有1300千米长。相比之下,彗核的直径只有3.9千米,在照片上甚至无法分辨出来。

被当成小行星

“罗塞塔”探测器于2004年3月从法属圭亚那航天发射场发射升空。探测器有一人多高,两个太阳能板的翼展达到32米。在欧洲空间局描绘的卡通形象中,探测器有两个身躯,大个的是母探测器,它携带了10部科学仪器;挂在它下面的小个则是登陆器,它携带了另外9部科学仪器。

发射之后,“罗塞塔”绕着太阳飞行,在这个过程中数次接近地球和火星,靠两者的引力进行加速,逐渐飞往更遥远的太空。它在2008年和2010年的时候还顺便造访过两颗小行星。

有趣的是,“罗塞塔”自己曾被天文学家误认为是一颗近地小行星。2007年的时候,一名做巡天观测的天文学家发现了一颗新的“小行星”,经过计算,其直径大约是20米。他向国际天文联合会小行星中心汇报了这一发现,随后这颗小行星被编号为2007 VN84。

天文学家对2007 VN84进行的轨道计算发现,它会在2007年11月13日飞到最靠近地球的地方,相距只有5700千米。这在天文学上是一个非常近的距离,于是这颗小行星被认为有撞击地球的风险。然而,后来有另一名天文学家指出,这颗所谓小行星其实是“罗塞塔”探测器,撞击的担心只是虚惊一场。

“罗塞塔”探测器的目标67P/C-G彗星,当初科学家们也是从数百个目标中选中了它。这颗彗星最早由乌克兰天文学家发现于1969年,自发现以后它已经运行了很多个周期,这让天文学家能够精确计算出它的轨道。同时,它也是一颗足够活跃的彗星,当它接近太阳的时候,会形成很大的彗尾。

再加上它的轨道平面和黄道面很接近,这让探测器的轨道机动相对容易。还有就是,在“罗塞塔”的任务周期中,它刚好飞到合适的地点。所以按照欧洲空间局的说法,他们找到的是一颗“在正确时间到达正确地点的彗星”。

在之前的彗星探测任务中,另一颗探测器——“星尘号”——已经发现了彗星上存在多种有机物质。由于彗星来自于太阳系的边缘地带,它们在太阳系的演化过程中经历了较少的变化,所以科学家们认为这些最原始的有机物可能是太阳系中许多物质——包括地球上的生命——的基础。

“你好,世界!”

2011年6月,“罗塞塔”探测器进入了深空休眠状态,以节省能源。在这个状态中,大部分设备都处于关闭,包括通讯设备。所以地球上的人无法再跟探测器通讯。此时探测器距离太阳6.6亿千米。

只有闹钟、太阳能板和加热器还会运转。加热器的作用是周期性地为设备加热,避免整个探测器彻底冷掉。闹钟被设定在2014年1月20日将探测器叫醒。

“罗塞塔”就这样在太空中静静地飞行了31个月。到它要醒过来的时候,已经距离太阳8亿千米了,接近木星的轨道。

2014年1月20日,欧洲空间局的科学家们开始紧张地等待“罗塞塔”睡醒后的信号。在这一遥远的距离上,无线电信号会非常微弱,而“罗塞塔”也需要完成几件事才能最终把信号发回地球。

闹钟响起,“罗塞塔”首先需要加热它的星象跟踪仪,这个仪器必须苏醒,才能让探测器找到地球所在的方位。探测器接下来需要启动它的推进器,让自身的旋转慢下来,然后打开无线电发射器,将问候信号发向地球。这一系列动作需要七个小时才能完成,而信号发出后,还需要45分钟的时间才能传到地球。

在德国的控制室里,项目科学家和工程师们在预定时间无声地等待了18分钟。美国宇航局(NASA)的深空探测网首先捕捉到了信号,他们将信号传到德国的控制中心,控制中心的科学家终于爆发出一片欢呼。随后,项目工作人员在社交网络上以“罗塞塔”探测器的名义说了苏醒后的第一句话:“你好,世界!”

“罗塞塔”醒过来了,但并不是所有的科学仪器都马上醒来。有一些仪器睡意还很浓。瑞士伯尔尼大学的科学家提供的两台质谱仪就出现了这种状况。

在2014年4月1日,瑞士科学家尝试将双焦质谱仪(DFMS)打开。然而,这台仪器只开了两秒钟,就因为温度过低而再次休眠。当时仪器的温度是零下30.4摄氏度,而程序要求仪器必须在零下30摄氏度以上才能开启,就差了0.4摄氏度。还有一台质谱仪的问题更加复杂,由于电脑程序多次出现错误,导致技术人员花了很多时间来解决。

又过了二十多天,这两台仪器终于能够连续运行十几个小时,科学家最终确认已经把它们唤醒了。

5月14日,欧洲空间局宣布“罗塞塔”探测器上的所有仪器都已经唤醒,处于待命状态。这个时候探测器距离目标彗星大约还有1500万千米。

再过不到三个月,历时10年的太空探索剧将进入高潮。“罗塞塔”会到达67P/C-G彗星,环绕它飞行几个月,然后释放出名为“菲莱”的登陆器。由于彗星含有大量的冰,表面可能比较松散,引力也很小,所以一旦着陆,“菲莱”会发射一个类似鱼叉的机构来将自己固定在彗星表面。

科学家们目前还没有选定具体的着陆地点,但他们已经展望,“菲莱”发回的照片会非常奇异。可以设想一个人站在彗星表面会看到怎样的景象,因为“菲莱”的相机视角跟人站在那里相当接近。

网络编辑:zero

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