“深度撞击号”在距离地球1.3亿公里的太空撞击彗星，第一次在太空制造了绚丽的人工天象

　　本刊记者/方玄昌

　　6800万年前，一颗直径大约为10公里的小行星以快于子弹几十倍的速度冲向地球。剧烈的撞击使地球上发生了超级大地震和火山大爆发，升腾起来的尘埃遮蔽了整个地球上空。灾难最终导致了当时的地球霸主——恐龙的灭绝。

　　自从科学家找到那次天外来客对地球撞击引起灾难的证据以来，科学界一直在担忧着类似灾难的重演：从概率上计算，同一量级的小天体平均6500年出现一次——人类自从在地球上出现以来，就已经面临这一威胁。

　　但现在，人类开始反客为主。

　　2005年7月4日，北京时间13时59分（美国当地时间7月3日22时59分），美国加州帕沙第纳喷气推进实验室的任务控制室一片欢腾，7秒钟——这是信号以光速从1.3亿公里外太空传回地球所需要的时间——之前，太空船“深度撞击号”发射的撞击器成功撞向“坦普尔1号”彗星。

　　借助于望远镜和网络、电视，全球数以亿计的科学家、天文爱好者以及普通大众观看了这一壮观场面。

　　“这真是一个迎接美国独立日的好方式，”“深度撞击号”项目经理瑞克·格拉米尔说，“成功解决这个任务的挑战，让我们所有人都感到非常骄傲。”

　　“真是一个了不起的成功。”NASA太阳系分部主任安迪·丹兹勒则说，“明天以及接下来的日子里，我们将知道更多关于我们太阳系起源的事情。”

　　撞击器的最后时刻

　　经过172天和4亿3100万公里的外层空间“围捕”之后，普通冰箱大小的“深度撞击号”撞击器成功到达并触及普通城市大小的“坦普尔1号”彗星。

　　撞击成功后，科学家初步分析出撞击一瞬间发生的故事：撞击器高速消失于彗星，并在其表面产生了一个巨大的闪光——这为安装在“深度撞击号”母船上的两个照相机提供了非常棒的光源。深度撞击项目的科学家将这次撞击理论化后认为，当两者以一个大约每秒10.2公里的相对速度撞击后，大约372公斤重的撞击器在彗星表面深处蒸发了。

　　“当两个物体以每小时37000公里的相对速度相遇时，你必然会看到一个巨大的闪光，”深度撞击项目的合作调查人、布朗大学的彼特·斯库兹说，“撞击所产生的温度至少有摄氏几千度，在那样极端的温度下，任何物质都会开始发光发热。我们制造了不到一秒钟的强光照射。”

　　深度撞击项目组的飞行控制组分析了撞击器飞行的最后几个小时。在撞击器第一个用于方向控制的火箭点火之后，实时遥感勘测数据传来，它显示撞击器从彗星的轨道上移开了。

　　“我们当时很严密地监视着撞击器的飞行路径，”深度撞击项目导航员史亚姆·巴斯卡兰说，“但因为种种原因，撞击器飞离了原定路径7公里左右。这不是我们希望看到的事。但是接着第二、第三机动火箭的启动让它回到了我们期望的地方。”

　　辉煌的图像

　　撞击产生的能量相当于4.5吨烈性炸药爆炸，使得彗星的亮度比正常情况下亮了6倍。撞击所创造的闪光带给深度撞击项目组一个视觉上的惊奇。而飞越了爆炸点之后的太空船（最接近时它飞到离彗星仅500公里的地方）继续连续传回图像和数据，对它们的初步评估更是提供了另一个令人惊异的、对彗星真相的窥视。

　　“有人说，一张照片胜似千言，”深度撞击的项目经理瑞克·格莱米尔说，“当你看一眼我们在7月4号凌晨的几个钟头里捕捉到的画面，我想你就能写一整部百科全书。”

　　在7月4日举行的一个新闻发布会上，“深度撞击号”的成员展示了一个电影，描述了撞击器生命中的最后时刻。最后从撞击器传回的图像，是通过探测器在炙热中终结生命之前三秒钟传回来的。

　　“最后的图像是从一个距离彗星表面大约30公里处记录的，”深度撞击项目的首席调查人、马里兰大学的迈克尔·阿汗恩说，“从那么近的距离，我们能分辨出彗星表面4米以内大小的图像。当我参加这个项目的时候，我很想从近处仔细观察一下彗星，但是在很大程度上这是一个可笑的想法。”

　　现在，这个原本可笑的想法变成了现实。

　　三大任务

　　现在，我们可以说，彗星“脏雪球模型” 的提出者、美国科学家惠普真的很遗憾：他刚刚在去年去世，一直以来——直到几个月前，还有人对他的理论提出质疑，认为彗星更可能由坚硬的岩石构成。而这次“深度撞击号”的任务之一，就是通过撞击来了解彗星本身的结构。

　　现在，撞击一发生，“彗星由坚硬的岩石构成”的猜测立时遇到了挫折——至少在这颗彗星上它不是这样，否则，撞击不可能扬起如此多的彗星组成物质。“脏雪球模型”得到了一次强有力的验证。

　　“深度撞击号”另一个任务，是希望得到关于太阳系早期物质状态的一些信息。

　　由于彗星没有地质运动，并主要来自于远离太阳、寒冷的柯伊伯带(太阳系海王星之外的部分，这里有为数众多的小行星等天体)，其内部很少发生化学反应，它的表层下因此可能含有太阳系原始的成分。科学家们希望能够触及彗星的核心部分，研究太阳和行星的起源。

　　项目还有一个间接任务，就是考证“生命起源于太空”这一说法的可能性。

　　一直以来，有相当一部分科学家都认为，组成原始生命的基本物质可能最早来自于太空。天文学家猜想，包括地球在内的太阳系行星，大约39亿年前可能都曾受到彗星的密集轰击，而不久后地球上就出现了生命，两者之间可能存在联系。

　　现在，借助于光谱分析方法，科学家已经发现了太空中的确存在多种有机分子。而“地球上的水分主要来自于太空”的说法得到了更多科学家的认同。

　　把有机分子、水分带来地球的主要载体就是彗星。这次撞击，将在一定程度上验证这一理论。

　　当然，对于人类太空遥控技术的测试，也是这个项目的一个附属任务。

　　“罗塞塔”值得期待

　　对于彗星的近距离探测，“深度撞击号”并不是第一次。

　　1986年，哈雷慧星回归。美国和欧洲合作的探测器“乔托号”飞近慧星旁边，第一次告诉人们，哈雷彗星的大小大约是8×16公里。那一年，日本和前苏联也有探测器参与了研究。

　　第二次成功案例，是1998年发射的“深空1号”，2001年飞近并成功探测了“坡瑞利”彗星。

　　第三次成功案例是1999年欧洲发射的“星尘号”，它于2004年成功在“怀尔德－2”彗星的彗尾上取样，并计划于2006年回归地球。

　　“深度撞击号”之后，真正引人注目的是正在旅途中的“罗塞塔号”。

　　2004年3月，欧洲宇航局研制的“罗塞塔号”由库鲁航天中心发射升空。它将用10年的时间去追赶“丘留莫夫-格拉西缅科”彗星，并最终在彗星的上空停留，成为这颗彗星的人造卫星。

　　如同“深度撞击号”一样，“罗塞塔号”也是一个子母航天器。但它携带的是一个着陆器——“菲莱”，它将在彗星实现软着陆，并在彗核表面钻一个深度超过20厘米的洞，从彗核的表层以下提取物质，然后放到显微镜下研究。

　　“罗塞塔号”还将环绕彗核飞行将近两年时间，从而得以目睹彗核逐渐接近太阳的过程，可以观察彗核上的物质升华形成彗发和彗尾的过程。

　　子母航天器伴随着彗星环绕太阳旋转——如果“罗塞塔号”计划顺利执行，它无疑将成为“深度撞击号”之后又一大人造天象奇观。

　　（感谢国家天文台研究员李竞、北京天文馆馆长朱进对本文提供帮助）

　　“它是全人类的骄傲”

　　——专访美国国家宇航局喷气推进实验室约翰·塞皮卡斯教授

　　 本刊记者/冯亦斐

　　北京时间7月4日15时左右（美国西部时间4日0点），“深度撞击号”成功执行任务后的一个小时，美国国家宇航局（NASA）喷气推进实验室专家约翰·塞皮卡斯（John Sepikas）教授接受了本刊记者的电话采访。

　　尽管美国西部已经是在午夜时分，电话里依然能听出他的兴奋之情。他说，他和他的同事们都没有打算马上回家休息，还要在这里继续工作几个小时。

　　“保护地球，我们走出了关键一步”

　　中国新闻周刊：“深度撞击号”成功完成了撞击任务，有科学家说这次撞击比预想中的还要成功，您觉得是这样吗？为什么？

　　约翰·塞皮卡斯：是的。比我们预想的要成功多了。（笑）撞击使彗星表面升起了比我们预想更好的彗星尘埃。

　　在最后时刻，我们轻微改变了撞击器的方向，使撞击器移动到达了更好一点的撞击位置。在任务进行当中做这个改变有点冒险，因为这可能导致撞击器与彗星擦肩而过。但如果你现在看看网上这个爆炸的图片，就会发现这样做之后，撞击的场面更好看，这在某种程度上来说，是一种有胆量的做法。

　　中国新闻周刊：这次成功的撞击能说明哪些技术上的问题——比如说，能说明人类已经具备了对付来自彗星、小行星撞击地球的威胁了吗？

　　约翰·塞皮卡斯：我想说我们还做不到那一点。可以说我们已经具备了撞击彗星的能力，但是我们还不具备推移彗星的能力。与撞击器相比，彗星非常非常大。这是一个和华盛顿城市大小相当的彗星。如果相同地方有一个可能威胁地球的彗星，我们现有的技术无论如何也不能改变它的轨道。这次的成功只是朝这个目标走近了一步。我们依然没有这个能力，但是我们已经走出了关键的一步。

　　中国新闻周刊：有人说，如果把撞击器换成一个核弹头，就可以把彗星炸得分崩离析了？

　　约翰·塞皮卡斯：世界上好多国家的人都在考虑这个问题（对付来自太空的威胁）。实际上，如果你真的这样做了，很可能没有摧毁它，而是把彗星（或小行星）炸成了小块，这会使情况更糟糕——本来只有一个侵入物进入地球，现在变成了上百个，而每一个都有很大的破坏性。所以把彗星炸毁可能并不是一个有效的方法，更好的选择是把它推开，改变它的运行轨道。

　　根据最新的评估，要对付一颗可能撞击地球的彗星（或小行星），大多数人认为最可行的方法是，把一个小火箭放在彗星上，借助于核力量，来推动彗星以改变它的轨道。你越早做到这点，就越有可能让它错过地球。

　　“首要成果是技术礼物”

　　中国新闻周刊：撞击的结果，是否验证了彗星的“脏雪球模型”理论？

　　约翰·塞皮卡斯：对于“脏雪球模型”，从来就没有太大疑问。问题是“它会是怎样一个雪球”。根据现在看到的结果，许多人说，彗星比我们原先想像的要松软，以前我们曾经猜想它就像一块坚硬的冰。现在看来，它更容易被弄碎。我这样认为的原因是，撞击那一刻，冒出来的彗星物质比原先预料的要多。你也看到那一刻美丽的闪光了吧！

　　彗星对于人类来说，依然还是一个谜。

　　中国新闻周刊：从现在的情况看，这次撞击有望带来那些成果？

　　约翰·塞皮卡斯：首要的成果就是技术上的礼物：我们现在拥有撞击彗星的能力了。这个很重要，虽然我们还不能阻止彗星撞击地球，但是我们正在朝这个方向前进。其次，我们可以开始对彗星的内部进行完全的化学分析，研究彗星内部的碳氢化合物或其他化合物究竟是什么。另外一个就是分析彗星产生的基础条件和原因是什么。这样我们就会对彗星如何产生和它的组成有一个实在的了解。

　　“大自然只允许它在那一刻发生”

　　中国新闻周刊：撞击结束，后期的数据分析将在什么时候完成？

　　约翰·塞皮卡斯：初步结果会在几周内就出来，但我相信所得的全部数据会在接下来的数年里进行研究，会与全球各地的观察进行比较。在不同地方的观测可能会有不同，我们把这些集中起来比较研究，会对真正理解彗星有所帮助。

　　中国新闻周刊：现在能看出来撞出的坑有多大多深吗？另外，撞击后彗星亮度变化有多大？比预计的是大还是小？

　　约翰·塞皮卡斯：我还没有看到这方面的数据。但是我们肯定会得到的。还需要一些时间。

　　对于亮度变化，我们也还没有计算出具体的数据，不过有一个大致的估算，亮度的确要比预计的高得多。

　　中国新闻周刊：飞越彗星后的航天器母体还将执行哪些任务？

　　约翰·塞皮卡斯：它的主要任务就是扔下撞击器，现在关于它剩下的飞行任务还没有确定。对这个依然存在功能的空中基地不进行利用是有些可惜，至于是否还要用它在无限空间中找寻彗星什么的，还没有决定。

　　中国新闻周刊：撞击彗星和登陆彗星哪个更难一些？

　　约翰·塞皮卡斯：当然是登陆彗星更困难了，这是显而易见的。如果要登陆彗星的话，你要做的第一件事情就是必须赶上它。彗星移动得非常迅速，所以这就有这样一个问题：你如果不想撞上它，也不想让它把你撞上的话，必须和彗星的速度严格匹配。我们现在还没有足够的把握，但是将来我们会做到的。

　　中国新闻周刊：您本人对这个项目的成功有什么感想和评论？

　　约翰·塞皮卡斯：这当然是一个伟大的成功。我们会和世界上其他国家一起来分享这些数据。这使得学生们以后能够基于这些数据，在一个新的起点上对彗星进行学习和研究。天文学领域的研究，肯定能因此而达到一个新的水平。

　　中国新闻周刊：为什么选择美国独立日作为撞击时间？是特意安排的吗？

　　约翰·塞皮卡斯：不是的。请相信我，这完全是由天体的动态所决定的。也巧，我们的一些重要项目总是和节日撞车，曾经还有一次重要任务是在圣诞节的时候，那时候人们宁愿回家呆着（笑）。但是很不幸，大自然只允许这个事件在那一刻发生。

　　中国新闻周刊：我们也衷心为您和您的同事能够做这样的事情而感到骄傲！

　　约翰·塞皮卡斯：我想，这是一件全世界的事，应该是全人类的骄傲。

　　“深度撞击号”VS“坦普尔1号”

　　美国宇航局的“深度撞击号”计划准备了6年，耗资3.3亿美元，是人类历史上第一个实际接触并深入探索彗星的空间计划。

　　铜制撞击器质量约372公斤（其中包含10公斤左右的燃料，它们在撞击前燃烧完），上面携带了一张刻录了62万天文爱好者签名的CD光盘，其中还有不少中国人的签名。

　　“坦普尔1号”是由冰、石组成的彗星，约14.4公里长， 4.8公里宽，估计其质量超过10亿吨，于1867年由法国人恩斯特·坦普尔首先发现。每隔5.5年，它就要进入太阳系内部轨道一次。选择它是因为其轨道比较好掌握。

　　“深度撞击号”与“坦普尔1号”对撞时的相对速度超过3.7万公里/秒。

　　而飞行器母体携带着最先进的观测设备，将在距彗星约500公里处的地方进行观测。同时，天文学家也在地面及近地进行观测，美国航空航天局的“哈勃”、“斯皮策”和“钱德拉”太空望远镜悉数上阵，全神监测“坦普尔1号”。