国太 2005年03月01日 15:39
2005年1月12日,举世瞩目的“深入撞击”彗星探测器发射升空了。它之所以吸引了全球众多的眼球,是因为这一价值3.3亿美元的彗星探测器,将在飞行4.31亿千米之后,于2005年7月4日,撞击名叫“腾佩尔1”(Tempel1)的彗星,以研究彗星内部秘密的计划。用该项目主要负责人赫恩教授的话说就是:“从太阳系形成至今,只有彗星的内部物质是一直没有变化的。在这之前,我们并不了解彗星内部的情况,因此我们希望通过这次‘深入撞击’来收集彗星内部的信息。”此举是人类第一个实际接触并探索彗星的空间计
最亲密的接触者——撞击舱
“深入撞击”探测器犹如一辆中型面包车大小,重650千克,由轨道器(也叫飞越舱)和撞击舱组成。
名叫“撞击者”的撞击舱主要由铜(49%)和铝(24%)制成,上面布满铜钉,只有茶几大小,材质采用铜的目的是不会在撞击后混淆彗星的组成,因为彗星的成分中不含铜元素,这样科学家能够更容易地区别检测出彗星成分。如果一切顺利,这一重约370千克的小型撞击舱,可于2005年7月4日在轨道器接近“腾佩尔”彗星前24小时释放,24小时后撞击彗星。撞击舱被释放出去以后,轨道器将会降低速度,改变航线,在距“腾佩尔”彗星500千米以内观测撞击过程。在记录撞击过程和收集彗星内部物质样本的同时,它还会对彗核结构和组成进行分析。其主要任务是,考察撞击后10多秒内彗核的变化,对撞击过程、撞击坑的形成及坑内部成像,获取彗核及撞击坑内部的能量谱,并存储、发送图像和能谱数据,它还接收撞击舱发回的数据。在此过程中,其高增益天线向地球发回近实时图像。
按计划,“撞击者”在脱离轨道器后,将实施独自操作,通过自身导航和动力装置撞向彗星,其上的相机此时开始运行,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。“撞击者”自身重量并不大,因此在撞向彗星后不会改变彗星的运行轨道。
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。
“深入撞击”面临的最大挑战是在距离“腾佩尔”彗星8.64×105千米远,以37000千米/小时的高速撞击到直径不到6千米的彗核,而且该区域必须被太阳照射,以便科学仪器能对撞击过程及结果进行拍照。为此,“撞击者”携带了1台名叫“撞击者目标遥感器”(ITS)的高精度星跟踪器,并使用曾在深空1号探测器上试验过的自主导航系统进行导航。它还携带能提供25米/秒推进速度的肼推进系统,以进行必要的轨道修正和姿态控制。
“撞击者”冲向彗核时产生的动能相当于4.5吨 TNT炸药爆炸的能量。由于“撞击者”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大约7~15层楼深(深达30~50多米)、横截面相当于一个足球场大小的大洞,直达彗核。弹起的灰尘将反射出大量太阳光线,使得彗星看起来更亮。此时撞击舱内一片刻满全球天文爱好者名字、大小像迷你CD般的光盘,也将同时穿入彗星内部,永远留存在彗星上。大约撞击发生一天后,轨道器将拍摄出灰尘与弹坑的可视和红外图像,对它们的结构和组成进行研究。
美国航宇局说,希望这次撞击能至少撞下彗星的一块表层,以达到探视彗星内部情况、确定彗星的物理特性和了解彗星尘埃的目的。科学家们表示,这是人类第一次尝试撞击彗星,以剥落它的表层,分析其物质。这次撞击应该不会改变彗星的行进路线。但科学家们并没有把握一定能将彗星撞出个深洞,有人认为,这种碰撞可能只会达到擦撞效果。即使撞击成功,也可能有5种结果:①按预定推算,在彗核上形成一个足球场大小的撞击弹坑;②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;③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;④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”;⑤彗星在撞击后被冲碎瓦解。