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美国将发射彗星探测器 太空上演惊世碰撞(组图) |
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| NEWS.SOHU.COM 2005年01月09日05:05 来源：重庆晨报 |
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NASA深度碰撞
碰撞模拟图
收集样本
碰撞模拟图
《彗星撞地球》海报
地球
1月3日，科学家将深度碰撞探测器安装入德尔塔2型火箭。“深度碰撞”计划
第一步：装有彗星撞击器的“深度碰撞”探测器靠近“坦佩尔－Ⅰ”彗星。第二步：探测器发射撞击器撞向彗星表面形成“弹坑”，造成彗星内部物质溢出。第三步：探测器靠近“弹坑”，收集彗星内部物质进行研究。
惊世碰撞太空上演
带着探索彗星内部秘密的重任，美国航天局(NASA)与马里兰大学共同研制的“深度碰撞”探测器，计划于美国东部时间1月12日1时47分从美国佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射，飞向一颗名为“坦佩尔－Ⅰ”的彗星。
在美国肯尼迪航天中心，探测器已经顺利搭载在德尔塔2号运载火箭内，NASA进入了最后的发射倒计时。
“深度碰撞”计划耗时6年时间，耗资近3.11亿美元。作为关键部分的“深度碰撞”探测器，由飞越舱和彗星撞击器两部分组成，其中撞击器重370公斤。按照计划，2005年7月4日，探测器将飞临最终目标“坦佩尔－Ⅰ”附近，实施撞击任务。
在实施碰撞前24小时，飞越舱将精确测算出撞击彗星位置，随后发射彗星“撞击器”以每小时38000公里的速度撞向彗星的彗核部分。
按照计划，撞击器在脱离探测器飞越舱后，它将实施独自操作，通过自身导航和动力装置撞向彗星，撞击器上的相机此时开始运行，在撞向彗星彗核的前两秒钟，它将拍下绝无仅有的最近距离彗核的照片。撞击器将在彗星上形成一个最大有足球场大小、深度约有14层楼的大“弹坑”。由于彗星内部存在大量宇宙尘埃，尘埃会从“弹坑”蒸气般地喷出。在阳光照射下，这些尘埃将形成绚丽的景色，直到最后完全散失在宇宙中。科学家设计的撞击器自身重量并不大，因此在撞向彗星后不会改变彗星的运行轨道。
另一方面，发射出撞击器后，飞越舱将改变航线，飞行500公里后到达离“坦佩尔－Ⅰ”彗星最近点。这时撞击已经完成，飞越舱靠近“弹坑”进入收集分析工作。在记录撞击过程和收集彗星内部物质样本的同时，飞越舱会对彗核结构和组成进行分析。
随后，“坦佩尔－Ⅰ”彗星将从飞越舱头顶飞过。按照计划，飞越舱会调转角度从后面继续对彗核进行跟踪分析。飞越舱的保护盾此时将保护其免遭彗尾破坏。当“坦佩尔－Ⅰ”远离后，飞越舱也完成了此次任务，将记录的数据传输回地球。按照计划，假如该飞船还能工作，它还将继续飞向另一颗彗星，执行第二次探测任务。
研究人员表示，撞击将会发生在距离地球大约1.3亿公里的远层外太空中，虽然“坦佩尔－Ⅰ”彗星本身亮度较低肉眼无法直接看到，但是当真正的碰撞发生时，科学家利用小型望远镜设备就可以清晰观察到撞击所抛射出的彗星物质情形。此前，NASA的“星团号”太空探测器在2004年1月份曾与“维尔德2号”彗星擦肩而过。
彗星的组成
为什么要撞彗星？
彗星就像穿越时空的太空舱，里面充满了未知。
人类已经了解到彗星由冰、气以及尘埃组成，彗星内部有来自太阳系最遥远和最寒冷地区的天体残骸，这些残骸迄今已形成有45亿年。科学家们希望通过对彗星的研究找到关于太阳系的一些线索，了解它的组成，它的进化。
另一方面，为避免有朝一日外星天体撞击地球，如能详细掌握彗星内部实际情况，将帮助科学家制定出切实可行的抵御方案，以消除彗星或小行星等太空陨石体撞击地球的潜在危险。
一直以来，科学界都在开展着各种各样的研究工作，天文学家正积极跟踪那些已知将接近地球的各类宇宙天体，以期能及早做好准备，防止这些潜在的灾难事件发生。
2005年的美国宇航局（NASA）的“深度碰撞”计划，将首次让人类揭开彗星的外表，探索时空太空舱内部的奥秘。
“坦佩尔－Ⅰ”彗星
“坦佩尔－Ⅰ”彗星于1867年由法国人恩斯特·坦佩尔首先发现。每隔5年半，“坦佩尔－Ⅰ”就要进入太阳系的轨道飞行。这使“坦佩尔－Ⅰ”成为重要的科学研究目标，它将为人类了解太阳系进化提供大量的线索。
在未得到“坦佩尔－Ⅰ”的彗核数据之前，我们还无法判断这颗彗星的轨道参数以及彗星大小，观察数据表明，“坦佩尔－Ⅰ”的彗核直径有近6000米，但实际数字可能要小一些。迄今为止，人类仅拍摄到过三颗彗星的彗核照片———哈雷（Halley)、伯莱尼(Borrel鄄ly)以及维尔德2号（Wild2)。
走进“深度碰撞”
四重任务观测彗核的组成。测量彗核的深度和直径。分析彗核物质和喷出物质的成分。观测因碰撞造成的“蒸气现象”的过程变化。技术装备
NASA为“深度碰撞”任务设计的探测器飞越舱约有一辆轿车大小，带有高、中分辨率成像设备，一个红外线光谱仪，以及一套光学导航装置等。在撞击发生后，飞越舱对“弹坑”和彗星内部物质的碎片同时使用光学成像和红外线频谱扫描。通讯方式
探测器的飞越舱使用34米长的X波段无线电与地球和撞击器保持通讯。在多数任务中，探测器主要与地球NASA外层空间网络进行驳接。而当撞击器撞上彗星的小段时间内，由于探测器记录的数据急速增加，其信号将向地球各个重叠天线传输。探测器上的初始数据将立刻被传输至地面，随后的数据将在一个星期内传输完毕。
撞击器材质
此次实行撞击任务的彗星撞击器只有茶几大小，材质主要是铜，其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。撞击器其实本身也是一部电池能源的探测器。不过由于属于“一次性”物品，因此它的软件和硬件设施比较飞越舱而言简单了许多。撞击器仅仅会占用探测器极少部分的备用系统。
从好莱坞到“坦佩尔”
在弗吉尼亚里奇蒙天文实验室里，14岁的里奥·贝德曼无意中发现了一颗不知名的彗星，后来经过科学家证实这竟是一颗能给予地球毁灭性打击的彗星。这颗彗星重约500兆吨，面积相当于纽约市大小。它正受太阳的引力而围绕太阳运行，如果按照它所运行的轨道，大约一年后便会与地球相撞。
为了拯救地球，政府决定派遣由前宇航员坦纳船长率领的小组驾驶由美、俄联合制造的飞船“弥塞亚”号登陆彗星，试图用核装置引爆彗星或使彗星偏离原来的轨道以阻止这颗灾难之星。然而由于对彗星结构分析的不够，爆炸使彗星分成大小两块仍继续飞向地球，“弥塞亚”号则在行动失败后与地球失去了联系。随着彗星与地球的距离越来越近，人类已经无法阻止其前进，地球虽然不会因为撞击而消失，但撞击所产生的海啸与尘埃将会给地球所有的生命以致命的打击......
1998年，好莱坞推出了这部科幻灾难片《DeepImpact》（《深度碰撞》又名《彗星撞地球》）。7年后，NASA真实上演“深度碰撞”。
从好莱坞到坦佩尔，从虚幻到现实，NASA的碰撞计划竟也取名DeepImpact。当年《DeepImpact》因其独到的科学启示性被列为好莱坞8大科幻片之一。而这一次NASA导演的“DeepImpact”，会否在人类史上留下深刻的足迹？
再回到故事的结局，“弥赛亚”号几经波折又与地球取得了联系，宇航员们毅然启动核装置，义无返顾地冲向随后而来的大彗星块……人类终于得救。
“深度碰撞”升空日程
2004年10月23日，探测器被运抵佛罗里达肯尼迪航天中心，进入测试阶段。探测器将接受飞行系统、投掷系统以及辅助科研系统的仪器装备和备用系统电脑软件等方面的检测。
2004年12月17日，德尔塔2型运载火箭完成最后改装调试工作。
2004年12月19日，火箭开始加注燃料，并于22日结束。
2004年12月28日，探测器开始安装高灵敏通讯天线和太阳能接受器以及摄影设备。
2004年12月28日，肯尼迪发射中心17-B发射塔进行模拟发射测试，控制台系统的检测工作于29日完成。
2004年12月30日，德尔塔2型火箭的整体飞行测试完成。
2005年1月3日，深度碰撞探测器运抵发射塔，与德尔塔火箭进行连接安装。
2005年1月7日，德尔塔2型火箭加装有效负载装备。
2005年1月12日，德尔塔2型火箭运载“深度碰撞”探测器升空。
撞击结果五种可能
尽管科学家精确计算出撞击彗星使用的“铜弹”准确重量，但最终的撞击结果仍是问号。
美国马里兰大学的天文学家麦克尔·阿赫恩推测了撞击结果的5种可能：
1.按照科学家此前推算，当“深度碰撞”的撞击器冲向彗星后，在“坦佩尔－Ⅰ”彗星彗核上形成一个足球场大小的撞击弹坑。
2.如果该彗星的彗核部分是由固态的冰物质构成，那此次撞击只能留下一个较小的弹坑，这个弹坑可能只有一个普通的房间大小。
3.如果该彗星的彗核由一些与泡沙岩类似的坚硬多空的岩石组成，碰撞不会形成弹坑，只会将彗核物质进一步挤压紧密。
4.如果彗核是由高密度的粉末状物质组成，撞击器有可能会“穿星而过”。
5.彗星在撞击后被冲碎瓦解。
本版文字廖爽编译自NASA网站
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