据英国《自然》杂志网站报道,太空科学家们早已习惯极度紧张,千钧一发的感觉——往往在等待数年之后,他们只有一次机会让探测器开展工作,并且他们开展探测所使用的仪器设备此时正飞行在数百万乃至数亿公里之外的遥远太空之中——这就是本月20日在欧洲空间局(ESA)“罗塞塔”飞船控制中心的科学家们将要体会的感觉——这艘计划首次尝试在一颗彗星上着陆的欧洲飞船在过去的3年间一直处于休眠状态,而现在,地面控制人员即将把它唤醒。
示意图:今年11月,罗塞塔飞船释放的菲莱着陆器将尝试着陆一颗彗星 罗塞塔探测任务轨道与时间点示意图 此时,罗塞塔飞船正飞行在距离地球大约8000万公里的深空,并正迅速向它的目标——彗星“67P/楚留莫夫-格拉希门克”(67P/Churyumov–Gerasimenko)接近,已经到了该让它苏醒过来的时候了。按照设定,苏醒过程将包括一系列的自动程序,在此过程中飞船的各个部件将逐渐加热升温,其姿态控制发动机将调整飞船位置状态,它的天线将对准地球并开始与地球保持通讯。但在这一切顺利完成之前,地面控制中心能做的就是耐心等待。 2005年,欧洲空间局曾经控制惠更斯号探测器着陆土星最大的卫星土卫六。克莱迪奥·索拉佐(Claudio Sollazzo)是当时的任务控制主管。当时在惠更斯着陆器与卡西尼号母船分离之后,地面控制人员经历了长达两周的无助等待。索拉佐说:“我知道那感觉,你浑身冒汗,忐忑不安。只要哪怕比预定程序出现一秒钟的延迟,你会立刻说;‘完了,出故障了。’你自己心理很清楚所有设备都经过了严格检查,但你仍然会忍不住觉得什么地方出问题了,这是人的本性。” 一旦罗塞塔飞船被成功唤醒,它仍将面对严峻考验。今年晚些时候,地面控制中心将引导飞船尝试近距离对彗星开展观测并释放其搭载的着陆器“菲莱”(Philae)——这是人类首次尝试登陆一颗彗星。这两项大胆的考察行动将提供关键的数据,帮助科学家们理解太阳系的诞生和地球上最初生命的起源之谜。 罗塞塔项目耗资14亿美元,于2004年发射升空。在它长达70亿公里的漫漫征程中,罗塞塔飞船飞越了数颗小行星,并借助地球和火星进行了弹弓轨道借力,最后在2011年根据地面指令进入休眠状态以节省能量。 今年8月份,罗塞塔飞船将抵达其探测目标附近,随后将开展对彗星地表的成像和重力场探测,并对彗核的形状和自转情况进行考察,从而为释放着陆器寻找合适地点。罗塞塔飞船运行主管安德里亚·艾肯扎罗(Andrea Accomazzo)表示:“我们对这颗天体实在了解非常少。” 欧空局计划在今年11月份释放着陆器,此时彗星已经开始不断向外喷射气体和尘埃,如果更迟,由于彗星更加接近太阳,届时彗星附近将出现过多的物质喷流和碎屑,导致飞船的接近困难重重。按照计划,在一开始罗塞塔飞船将在距离彗星大约100公里远的轨道上运行,随后逐渐将距离下降到4公里,随后瞄准彗星表面1公里见方的区域投放其搭载的着陆器。此次着陆行动的成败只有一次机会,并且由于与地球之间的通讯存在大约30分钟的延迟,因此所有动作都必须依靠探测器自行完成。欧洲空间局科学与无人探测部门主管马克·麦克科林(Mark McCaughrean)表示:“尽管我们事先会对着陆位置进行精心挑选,但最终我们能否安全着陆仍然要看我们的运气。”当罗塞塔逐渐接近彗星时,这两者之间的相对速度将降低到非常低的水平,几乎就跟一个人的行走速度相当,但与此同时两者又都正以超过每秒20公里的速度沿轨道高速运行。 一旦“菲莱”着陆器使用其“鱼叉”系留固定装置将自身稳固固定在彗星表面之后,其本身的[url=]电池[/url]将可以使其工作数天时间,在此期间它必须调整好太阳能帆板,因为在那之后它就必须依靠太阳能发电维持工作。但这将是一项重大的考验,因为它身处尘埃肆虐的环境下,太阳能板将很容易被尘埃覆盖而影响发电效率。麦克科林表示:“我们的确不知道它能够坚持多久。”但尽管着陆器的最终表现如何很重要,但能够实现让罗塞塔飞船围绕彗星运行,并使其各项复杂的科学载荷调整到位本身就是一大胜利。麦克科林说:“如果我们能将着陆器送上彗星表面,那将是锦上添花。” 彗星是非常原始的天体。自从太阳系在大约46亿年前形成之后彗星的物质就没有发生过大的改变。科学家们认为彗星蕴藏着有关太阳系起源的重要线索。研究人员还认为地球上的水有很大一部分是由彗星带来的,另外它们还为地球带来了氨基酸物质,那是组成生命的基础材料之一。 如果一切都按计划进行,在交会之后的一年时间内,罗塞塔探测器上的[url=]相机[/url]和其它设备将对整颗彗星进行详细考察,而其搭载的光谱仪也将对彗星表面尘埃物质的化学成分进行分析。而着陆器则将考察彗星地表的结构和成分。在此过程中,罗塞塔飞船和菲莱着陆器都将开展彗星成分的氢同位素测量,即测量氢/氘的比例,从而判断彗星上水冰物质的同位素特征是否与地球上的水一致。同时探测器还将开展针对有机物质的搜寻,这些结果对于研究太阳系生命起源的课题具有重要意义。 乌维·麦尔亨利奇(Uwe Meierhenrich)是法国尼斯大学的一名分析化学家,他正焦急地等待来自罗塞塔的探测数据。麦尔亨利奇是菲莱着陆器上“彗星取样与成分”(COSAC)设备的项目科学家,这台设备将对彗星地表下大约20厘米深处的物质进行取样分析。这些样品中将可能含有不挥发的有机物质,那样它就不会进入气态彗尾,也就无法被地面上开展光谱观测的天文学家们发现。 COSAC设备还将判断任何探测到的氨基酸的“手性”,这种性质是无法通过遥感手段进行探测的,此前也从未针对彗星样品进行过这样的考察工作。地球上构成蛋白质的氨基酸都是左手性的,因此如果在彗星上同样检出左手性的氨基酸将具有重要意义,它将支持一种观点,即彗星可能为原始地球带来了生命起源的种子。 http://www.cnbeta.com/articles/268983.htm
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