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人类探测器首次成功软着陆彗星:固定装置出问题

时间:2019-03-22|栏目: 天文 • 物理 |点击:2

    人类探测器首次成功软着陆彗星:固定装置出问题

    罗塞塔探测器和“菲莱”分离后,“菲莱”传回的首张照片。 图片来源:NASA中文网

    固定装置出问题

    11月12日北京时间傍晚16:35左右,欧空局罗塞塔探测器成功释放“菲莱”着陆器,尽管此前在检查中发现菲莱着陆器顶部的反推冷气发动机出现故障且无法修复。但在经过一整夜紧张研究之后,欧空局的工程师们仍然决定让菲莱按计划执行登陆方案。

    28分20秒的延时之后,北京时间17:03左右,欧空局控制中心收到确认消息,菲莱已经与罗塞塔飞船安全分离,朝着彗星表面下降整个过程需要7个小时,在北京时间11月13日00:02左右,最终确认菲莱安全抵达了彗星表面。

    而根据最新消息,菲莱在着陆后,其另外一套用于固定自身的预防设备——鱼叉头系统也出现了故障,这样菲莱便只能依靠自己的三条腿上的钻头固定装置让自己附着在彗星表面而不至于移动。这样的情况显得非常脆弱,原有的三道保险只剩下了一道,让人非常担忧。欧空局的官方推特账号最新更新的消息表示该局目前正在组织工程师对情况进行评估并尝试找出发生故障的原因。

    “十年追星”

    “罗塞塔”项目是一项里程碑式的大胆探测计划,其目标是追踪并最终进入一颗彗星的轨道,随后向彗星地表释放一颗着陆器,人类历史上首次对彗核进行登陆探测。其确定的考察目标位木星族彗星67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星。2014年8月6日,经过十年追赶,罗塞塔安全进入围绕彗星运行的轨道。

    在8月至11月间,罗塞塔飞船一直在围绕彗星运行,其搭载的各项设备对彗星表面进行了详细考察,确定其地表环境条件。2014年11月12日,按照计划罗塞塔飞船将会释放“菲莱”着陆器登陆彗星表面。菲莱携带了一系列设备用于图像拍摄以及彗核表面样品分析。罗塞塔飞船将持续追踪彗星一直到它过近日点(约2015年8月),考察在此期间彗星发生的变化。

    罗塞塔项目最早是在上世纪1970年代开始构思,其最初的设计是一项彗星取样返回任务。最终欧空局科学项目委员会在1993年11月批准了罗塞塔项目的实施。最初确定的考察目标是彗星46P/Wirtanen,但随后在确定飞船的发射时间被定在2004年之后,项目的探测目标被重新确定为67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星。

    2004年3月2日,罗塞塔飞船从南美洲法属圭亚那的库鲁航天中心由一枚阿丽安-5型火箭发射升空,随后进行了3次地球引力弹弓借力和一次火星引力弹弓借力。在其追逐彗星的途中,罗塞塔相继在2008年和2010年飞越了2867号小行星Steins以及21号小行星Lutetia,随后在2011年6月进入休眠状态。

    罗塞塔飞船在2014年开始进入执行任务状态——1月20日按计划从休眠中苏醒,随后进行了设备检查,并继续朝着彗星飞行。

    着陆之后

    现在,菲莱已经着陆到彗核之上。根据计划,在着陆之后,着陆器上的设备将开始对彗星地表的密度和热性质进行观测,气体分析仪将帮助检测并确认那里可能存在的 任何复杂有机质,与此同时其他设备也将对彗星的磁场,以及彗星与太阳风之间的相互作用进行观测——太阳风是一种源自太阳的高能粒子流。

    菲莱着陆器还携带有一部钻机,其大约可以钻进彗星地表之下20厘米深,并将样品送入其内部的测试系统。在此之后,罗塞塔轨道器将持续伴随彗星,继续运行至少一年,观察彗星在逐渐接近太阳时发生的变化。到明年夏季,彗星与太阳的距离将缩小到1.8亿公里以内,此时彗星表面每秒钟都将会喷射出数以百吨计的物质。

    这将是一场盛宴——经过10年 的漫长旅程,一路上飞过地球,火星还有两颗小行星,现在它将得偿所愿。人类此前曾经成功地在行星,卫星以及小行星的表面着陆,但迄今我们却从未尝试过在一 颗彗星上着陆。这一局面的出现是有充分理由的:彗星的引力场很弱,是由非常松散的水冰,尘埃和岩石构成的组合体,外形也非常不规则。它们的行为难以预料, 简直臭名昭著。

    在过去的轨道周期内,像67P这样的彗星已经遭受过热作用,因此其地表物质成分已经被改造,但其地表下的物质仍然是相对原始的,从而让我们可以一窥太阳系早期的化学成分信息。

    甚至即便抛开这样的科学成就不算,光是这一任务中克服的巨大工程学挑战本身就足以说明我们的现代航天已经变得如此先进而硕果累累。这让我们对于未来的探测项目充满期待。

    从某种意义上说,罗塞塔项目几乎是让科幻成真,而这一项目实际上也在帮助我们解答那一个终极问题:在宇宙中,我们是孤独的吗?

    从任务在上世纪70年代开始规划到今天成功的实施,时间跨度超过40年,即便从正式被批准进入实施阶段,也已经过去了超过20年的时间。罗塞塔飞船从2004年发射到2014年最终赶上彗星,经历了漫长的10年艰辛,期间3次飞过地球,1次飞过火星,沿着复杂的轨道围绕太阳运行超过60亿公里,终于得偿所愿。这几乎是整整一代人的青春,一代科学家整个的职业生涯都奉献在了这个伟大的世纪项目上。(晨风)

    主要时间点一览表:

    发射 2004年3月2日

    首次地球借力 2005年3月4日

    火星借力 2007年2月25日

    第二次地球借力 2007年11月13日

    飞越小行星Steins 2008年9月5日

    第三次地球借力 2009年11月13日

    飞越小行星Lutetia 2010年7月10日

    进入深度休眠 2011年6月8日

    从休眠中苏醒 2014年1月20日

    轨道机动开始 2014年5月7日

    抵达目标彗星 2014年8月6日

    开始彗星全球绘图 2014年9月10日

    菲莱登陆 2014年11月12日

    彗星过近日点 2015年8月13日

    任务结束 2015年12月31日

    原文链接:https://tech.sina.com.cn/d/s/2014-11-13/doc-icczmvum9822193.shtml

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