深度撞击
“深度撞击”的10个问题7月4日夜晚,地球上的人们将看到在宇宙间的一次人为的天地大撞击,这将吸引全球人的眼球。人们在傍晚夜幕降临之时,把目光投入灿烂的星空,寻找着神秘的彗星,探询着大撞击之后的种种情况……一时间内,成为市井街头人们关注的焦点。为此,提出10个有关的问题,并进行解答。
1,什么是“深度撞击”号?
2005年1月12日美国 发射了“深度撞击号”彗星探测器,它是一个中型面包车大小、重达650公斤的飞船,由轨道器和撞击舱两部分组成。经过7个月的漫长飞行,行程4.31亿公里,在今年7月初运行到了“坦普尔1号”的彗星附近。此时距离地球约1亿5 000万公里。7月3日,飞船距离彗星接近80万公里时,释放370公斤的撞击舱,这个绰号叫“铜头飞弹”的撞击舱,经过一天的时间的飞行,将于7月4日,以每秒10.2公里的宇宙速度与直径6公里坦普尔1号彗星猛烈相撞。这是人类第一个实际接触并探索彗星的空前壮举。这个举世瞩目的大工程,花费了纳税者的3.3亿美元。
2,为什么要撞击彗星?
太阳系内有许许多多的彗星,多得像大海里的鱼那样数不清。有的科学家推测地球上的水和原始生命来源于这些彗星。但是人类对这些彗星的了解还很少。这次撞击,与以往的太空计划不同,“深度撞击”号不是被动地等待和远距离的观察,而是人类历史上第一次利用太阳系天体来做一个大的空间“实验”。科学家们认为,通过飞行器对彗星撞击,能够“深入虎穴”,打入彗核的内部,了解彗星的结构和成分,以解答天文学和自然界中的许多问题,包括彗星和太阳系的形成,甚至生命的起源等。
3,为什么选择坦普尔1号彗星?
太阳系里的彗星如此众多,为什么偏偏选择“坦普尔1号”彗星呢?
坦普尔1号彗星直径仅有6公里,撞击前的亮度是10等,肉眼无法看到。这颗彗星是在1867年4月3日由坦普尔发现的,每5年半绕太阳运转一周,距离太阳最近时有2亿2400万公里,轨道偏心率为0.5在火星和木星轨道之间运行。
选择这颗彗星作为探测目标,一是因该彗星距离地球比较近,飞船到达彗核的时间只需半年;二是该彗星的状态适合于本次研究目的,它不是新进入太阳系的活动型彗星,不会连续地向外喷发气体,比较容易看清彗核的外部特征,有利于研究彗核的内部结构;三是人类对其轨道特征、自转特征等运动状态了解得比较清楚。它已经穿过太阳系100多次,2005年又是它的回归年,到达了距离地球最近的位置,因而美国发射“深度撞击”,选择了它进行撞击探测。
4,怎样实现撞击?
按照计划,“深度撞击”号飞到距离彗星80万公里时,在轨道器接近坦普尔l号彗星前24小时释放一个像“垃圾桶”一样大,370公斤重的“铜头飞弹”。这个“飞弹”主要由49%的铜和24%的铝制成,上面布满铜钉,每只有茶几大小。因为彗星里没有铜的成分,撞击后不会与彗星物质混合,能够更容易地区别彗星成分。如果一切顺利,这个小型撞击舱,可于2005年7月4日撞击在彗星上。在撞击之前,科学家们仅有13分20秒的时间可以进行观察。
为了保证这个飞弹准确命中目标,以每秒10.2公里的高速撞击到直径6公里的彗核上,撞击器上安装的自动导航软件。上面有1台 “目标遥感器”进行高精度跟踪。它是一台口径12厘米望远镜和照相机,边照相边导航。在接近彗核过程中,始终使航向指向撞击点。在碰撞前,“撞击器”将在最近的距离,在离彗星20公里时,拍下有史以来最清楚的彗核照片。每个像素分辨率为20厘米。在撞向彗星彗核的前2秒钟,拍下绝无仅有的最近距离彗核的照片。
可是,“飞弹”撞击彗星的同时,彗星周围密集的星尘会也以每秒28公里的速度撞击探测器,相当于步枪的子弹打在上面一样厉害,极容易损坏所载的仪器。所以“撞击器”外面附着了1件特殊的合成材料织成的“防弹衣”。
5,在撞击的一刹那会产生怎样的景观
当铜头飞弹冲向彗核撞击时,所产生的动能相当于4.5吨TNT炸药爆炸的能量。由于“撞击器”和彗星之间的相对运动速度很大,两者相撞时会产生巨大的爆炸力,故而铜制探测器将被熔解蒸发,产生焰火般的绚丽景象。预计会在彗核上撞出一个深度达到30-45米、横截面相当于一个足球场大小的大洞,弹起的灰尘将反射大量太阳光线,使得彗星看起来更亮。撞击发生一天后,轨道器将拍摄出灰尘与弹坑的可视和红外图像。
6,撞击以后的情况会是怎样呢?
“深度撞击”号有关专家认为,虽然错过目标的几率小于1%,但即使撞击成功,也可能有以下几种结果:
第一种结果:在彗核上形成一个足球场大小的撞击坑,抛射物质的主体约75%降落到彗星表面。弹坑形成主要受彗核引力支配。这种情况说明,彗核是由疏松的、原始的、未受影响的物质组成,彗星是由吸积形成的。
第二种结果:如果彗核是由固态的冰物质构成,撞击后会形成一个普通的房间大小的弹坑。抛射物质以高的角度飞出,约50%的物质降落到彗星表面,形成较小的抛射物层。这种情况表明彗核不是原始的、未受影响的吸积物质,彗星比较坚硬,在撞击下能很好地保持在一起。
第三种结果:撞击坑直径比预期的更小,坑将很深,但产生一个很小的抛射物锥角,说明彗星物质太疏松,就像核桃苏一样。
第四种结果:若彗核由一些与泡沙岩类似的坚硬多孔的岩石组成,则碰撞只能把彗核物质进一步挤压紧密,不会撞击出许多物质。
第五种结果:假如彗核是由高密度的粉末状物质组成,撞击舱有可能会“穿星而过”;
第六种结果:彗星极度松散,在撞击后彗星被冲击成碎片,瓦解成一堆粉沫,然后消失。
7,怎样观测撞击的场面?
“深度撞击”号的轨道器把撞击器送至“坦普尔l号”彗星附近以后,它将会降低速度,改变航线,在距坦普尔1号彗星500 千米以内观测撞击过程。在撞击之前接收撞击器发回的数据;在撞击后,考察10多秒钟以内彗核的变化,记录撞击过程,收集彗星内部物质样本,对彗核结构和组成进行分析,存储和发送图像,在此过程中,其高增益天线向地球发回近实时图像。
随后,彗星将从轨道器头顶飞过。此时轨道器调转角度从后面继续对彗核进行跟踪分析。其保护盾将保护其免遭彗尾破坏。当彗星远离后,轨道器则大功告成,将记录的数据传输回地球。按照计划,假如轨道器还能工作,它还将继续飞向另一颗彗星,执行下一项探测任务。
8,怎样把信号传回地球?
预计2005年8月开始,由“深度撞击”轨道器拍摄的照片及收集的数据陆续地传回地球,整个数据传输将持续1个月;2006年4月,科学家们分析完这些照片和数据后,该项目最终结束。我们祝愿“深度撞击”号能排除万难,成功撞击坦普尔1号的彗核,并获取宝贵的探测成果,为人类宇宙探索事业带来巨大的惊喜!
9,这次探测活动有什么深远的意义?
虽然这次撞击是在空间探测器运行到距离地球最近(约15 000万千米)时进行,但决不会威胁地球的安全,这就象蚊子冲进1架波音747飞机。撞击器撞击彗核的相对速度是10.2千米/秒,这将使彗星的速度变化0.0001毫米/秒,使彗星的近日点减少10米,轨道周期减少数远小于1秒。与此对比,当此彗星在2024年通过木星附近时,其近日点将变化3 400万千米。换句话说,坦普尔1号彗星因“深度撞击”引起的变化与彗星通过木星时产生的变化相比完全可以忽略。
相反,该计划的一个重要任务就是研究如何使彗星和流星改变方向,为地球可能遭遇小天体撞击的危险尽可能积累一些研究数据,以便将来能“转守为攻”。如果地球面临天体撞击威胁,这一实验获得的资料将非常宝贵。即这次撞击不仅能首次获取大量彗核碎片,为人类探究太阳系起源提供新的线索,而且还能为地球避免与小天体相撞提供有用的数据。
10,我们能够看到这次撞击吗?
7月4日实现对彗星的撞击,如果顺利的话,届时,地球上的人们将通过望远镜目睹这一2005年最值得期待的天文景观。如果天气允许,地球上的大部分地区都将能够看到这次撞击引发的“太空焰火”。 这次碰撞将导致大量彗核物质向宇宙空间喷射而出,从而使彗星亮度明显增加,由10等增亮至6等,达到了肉眼观星的极限。有兴趣的人们可以在7月4日傍晚,夜幕降临后,朝着天空西南方向,地平高度30度的地方,去寻找一颗1等的亮星,那是室女座的角宿一星。在这颗星的上方偏左一点的天区,就是坦普尔1号彗星的位置。如果拿起双筒望远镜寻找,当看到一个朦朦胧胧的天体时,那就可能是它。在郊区没有灯光的地方,甚至肉眼就可以看到这颗彗星。 但是,随着时间的推移,室女星座和坦普尔1号彗星将逐渐向西南天空移动,在午夜后消失于地平线下。因此,一定要抓住黄昏之后,夜幕降临的有利时机进行观看或摄影。 如果因为阴天,没有亲自看到这次撞击的景观也不要紧。“深度撞击”所携带的两架望远镜将监测这次撞击,同时哈勃空间望远镜、斯必泽空间红外望远镜和钱德拉X射线空间望远镜等,也在跟踪观测“深度撞击”号撞击彗星的壮景,观察结果将在互联网上公布。我们能够在天文网上看到。
坐标
9P/TempelPerturbed ephemeris below is based on elements from MPC 45657.
0009P
Date UT R.A. (J2000) Decl. Delta r El. Ph. m1 Sky Motion
h m s "/min P.A.
2005 05 30 000000 12 55 07.8 +03 52 57 0.751 1.550 122.1 33.7 9.6 0.92 158.9
2005 06 02 000000 12 56 54.5 +02 50 26 0.760 1.543 120.1 34.6 9.6 0.97 155.1
2005 06 05 000000 12 59 03.9 +01 46 03 0.770 1.537 118.3 35.6 9.6 1.03 151.7
2005 06 08 000000 13 01 35.5 +00 40 00 0.780 1.531 116.5 36.4 9.6 1.09 148.7
2005 06 11 000000 13 04 28.9 -00 27 27 0.790 1.526 114.8 37.2 9.6 1.14 146.0
2005 06 14 000000 13 07 43.3 -01 36 06 0.802 1.521 113.1 37.9 9.6 1.20 143.5
2005 06 17 000000 13 11 18.2 -02 45 43 0.814 1.517 111.6 38.5 9.6 1.25 141.3
2005 06 20 000000 13 15 12.6 -03 56 04 0.826 1.514 110.1 39.1 9.6 1.29 139.3
2005 06 23 000000 13 19 25.8 -05 06 55 0.839 1.511 108.7 39.6 9.6 1.34 137.4
2005 06 26 000000 13 23 57.1 -06 18 05 0.853 1.509 107.3 40.0 9.6 1.38 135.7
2005 06 29 000000 13 28 45.9 -07 29 22 0.868 1.508 106.0 40.4 9.6 1.42 134.0
2005 07 02 000000 13 33 51.6 -08 40 36 0.882 1.507 104.8 40.7 9.7 1.46 132.5
2005 07 05 000000 13 39 13.9 -09 51 36 0.898 1.506 103.6 41.0 9.7 1.50 131.0
2005 07 08 000000 13 44 52.1 -11 02 11 0.914 1.506 102.4 41.2 9.8 1.53 129.6
2005 07 11 000000 13 50 45.8 -12 12 12 0.931 1.507 101.3 41.4 9.8 1.56 128.3
2005 07 14 000000 13 56 54.3 -13 21 26 0.948 1.509 100.3 41.5 9.8 1.59 127.0
2005 07 17 000000 14 03 17.0 -14 29 44 0.966 1.511 99.2 41.6 9.9 1.61 125.7
2005 07 20 000000 14 09 53.4 -15 36 54 0.985 1.513 98.3 41.6 10.0 1.63 124.4
2005 07 23 000000 14 16 42.9 -16 42 47 1.004 1.517 97.3 41.6 10.0 1.65 123.2
2005 07 26 000000 14 23 44.8 -17 47 13 1.024 1.520 96.4 41.6 10.1 1.67 122.0 所产生的动能相当于45000吨TNT炸药爆炸的能量
应该是4.5吨。
谢谢
所产生的动能相当于45000吨TNT炸药爆炸的能量应该是4.5吨。
已改,谢谢 如果成功了就能证明地球上的水是彗星留下的吗?
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