在飞行46亿公里后,“星尘”号飞船于北京时间15日在距地球11万公里处释放返回舱。母船则点燃推进器,开始在一个永久性轨道上围绕太阳飞行,目前已飞过月球。装有彗星尘埃样本的“星尘”号返回舱于15日18时许在美国犹他州的沙漠中降落。 这是人类发射的探测器首次将彗星样本带回地球,返回舱冲入大气层的速度也创造了所有人造飞行器中返回地面时的最高速度。
“彗星”到手还是第一遭
据美国宇航局(NASA)工作人员介绍,返回舱着陆后不到1小时,派往前方搜索的3架直升机就借助雷达系统确定了返回舱具体地点,找到了返回舱。
返回舱将被运往附近的美军基地的无尘室进行初步处理。不久后,返回舱中的珍贵彗星尘埃样本将被送往约翰逊航天中心研究。
“星尘”号飞船1999年2月发射升空。2004年1月,该飞船近距离飞过“维尔特二号”彗星时,飞船上的尘埃采集器成功捕获到彗星尘埃样本。美联社说,这是人类航天史上第一次成功采集并收回彗星样本,也是1976年以来第一次成功实施机械获取外太空物质。
对于“星尘”成功回家,地面控制中心的科学家和工作人员一片欢呼。“星尘”项目经理达克斯贝里形容说:“我们就像等候孩子回家的父母,这个孩子离家时还年轻而纯真,而现在回家时,却已掌握了我们太阳系最深奥问题的答案。”
返回速度创纪录
NASA工作人员介绍说,返回舱当天进入大气层的速度达到每小时46444公里,穿过整个大气层也仅仅用了大约13分钟。这一速度使“星尘”号返回舱超过美国“阿波罗-10”号宇宙飞船1969年创造的最快速度,成为进入大气层时最快的人造宇宙飞行器。
通过在宇宙中7年的旅程,这个重约46公斤的尘埃物质捕捉器创造了一系列令人惊讶的数字:总路程46.3亿公里,相当于从地球到月球折返5000次。最让研究人员高兴的应该是彗星样本。研究人员说,返回舱此次可能带回大量星际尘埃和彗星样本。其中一些尘埃样本已在太空中存在46亿年甚至更长,可能比太阳还“年长”。因此,研究这些物质对于人类了解太阳系诞生将产生巨大推动作用。
据该项目专家透露,“星尘”项目总共才花了2亿多美元,显示了无人太空探测的优越性,证明可以用相对较低的成本采集高质量的科学数据。不过,取回尘埃只是“星尘”项目成功的第一步。
科学家介绍说,下一步的工作是在固定彗星尘埃的气凝胶材料中找到这些比毛发直径小得多的尘埃,然后将它们切割成更小的颗粒,借助高倍显微镜分析太阳系形成时宇宙物质的化学成分。
然而,仅仅寻找彗星尘埃就需要科学家们数年时间,而从开始寻找到最终完成分析工作,科学家们预计需要10年甚至更长时间。(本版稿件均据新华社)
母船已经奔月去
万一难降落要再等4年
据美国宇航局官员透露,“星尘”号返回舱顺利回家后,继续在太空中飞行的母船已经飞过了月球。此前,由于“星尘”号返回舱形状非常不规则,着陆时难度可能很大,所以顺利落地前,他们已做了两手准备,避免重蹈“起源”号探测器的覆辙。
“起源”号探测器是美国宇航局在2001年发射的,主要目的是搜集太阳风粒子。虽然一路上都很顺利,但是“起源”号在返回地球途中却出现了意外。临近降落的时候,“起源”号的重力感应系统失灵,导致降落伞未能及时打开,最终导致“起源”号在电视直播的画面中轰然坠落,样本损失殆尽。
为了确保万无一失,此次宇航局科学家决定,万一临近降落之时再出现什么问题,地面工程师将紧急命令“星尘”号母船重新点火,将返回舱带回轨道。这样一来,“星尘”号的回家日期就不得不再向后延期4年。
边缘彗星最原始
彗星探测一直是科学家研究了解太阳系、行星和生命起源的重要途径。
彗星是太阳系诞生时的残余物质组成的,来源于太阳系外围的柯伊伯带,这里温度常年保持在零下200多摄氏度,科学家相信,彗星内保留着的太阳系原生质在几十亿年中没有发生什么变化,可以最真实地告诉科学家45亿年前,太阳系是怎样形成的。另外,彗星碰撞可以帮助地球形成水分,而水是产生生命的首要条件。因此研究彗星可以为研究生命起源找到一些契机。但由于技术限制,科学家直到近年来才开始拿到彗星成分的“一手资料”。去年7月的“深度撞击”让NASA获得了彗星内部的图片,而“星尘”项目是人类第一次用航天器对彗星进行取样研究。美国宇航局曾将该项目形容为“将彗星带回地球”。
“星尘”号探测的彗星“维尔特二号”是在1974年才被发现来到太阳系内圈的,它可能受到了土星的引力影响。到目前为止,它在太阳系内圈才运行了5个周期。相比之下,“哈雷”彗星已在太阳系内侧转了不少圈了。这意味着如果能采集“维尔特二号”样本,可能获得很罕见的数据。
“星尘”项目负责人布朗利说:“这颗彗星在太阳系边缘形成,位于冥王星以外的地方,它一直呆在那个宇宙角落里,直到最近才进入太阳系内部。因此,我们相当于带回了几十亿年前的太阳系样本。”
七年之路
1999年2月出发
“星尘”号飞船发射升空,朝着自己的主要目标、当时距地球8.2亿公里的“维尔特二号”彗星飞去。2000年2-5月“拐带”
执行搜集彗星物质外的任务:捕获太阳系星际尘埃粒子。2001年1月“加油”
借助地球引力获得加速度。2002年8月“追日”
为了实现与“维尔特二号”彗星的“最亲密”接触,“星尘”号飞船绕太阳转了3圈,跑了34亿公里才遇到自己的“心上人”。2002年8-12月再“拐带”
第二次捕获星际尘埃粒子。2004年1月“伸手”
书橱大小的“星尘”号与“维尔特二号”彗核的最近距离达到240公里时,飞船上伸出一个网球拍大小的尘埃采集器,成功捕获到彗星物质粒子。光学导航相机还抓拍了一些彗核照片,作为“约会”纪念。2006年1月回家
返回舱回归地面,送回首个彗星样本。
为这一刻我等了25年
——访“星尘”设计者邹哲博士
提案13次才争到
邹哲博士出生于抗战时期的中国,少年时期经历动荡,在20世纪50年代来到美国边打工边读书,接连在加州大学伯克利分校和洛杉矶分校获得学位,此后一直在美国宇航局喷气推进实验室从事宇宙工程研究。
谈到自己提出的“星尘”计划,邹哲的话匣子就收不住:“我1981年就首次提出了这个构思,但直到1986年才被宇航局接受,这已经是我的第13次提案了。”
他在介绍这个计划的时代背景时说,当时“哈雷”彗星回归,才使美国宇航局开始重视彗星,否则提案还可能夭折。
人家想“登”他想“蹭”
他说,不少科学家提出了研究计划,而他的“星尘”计划因为构思巧妙、成本低而获得支持,并成为美宇航局旨在以低成本探索宇宙的“发现”计划的一部分。
“我当时想的是如何不登陆彗核就能捕获彗星的物质粒子样本,”邹哲说,“登陆成本非常高,大约一万磅的推进剂才能把一磅重的载荷送上去。而我设想一个较简单的飞船,能借助太阳和行星的引力和彗星近距离交会,取得样本后飞回地球。”
如何捕捉太空中高速运动的彗星物质粒子呢?邹哲自己设计了一种介质——硅气溶胶网格,他比作“苍蝇拍”,而喷气推进实验室则较文雅地比作“网球拍”。
这是一种由99.8%空气和0.2%硅组成的超轻物质,“几乎可以在空中浮起来”。邹哲解释说,这样的物质可以像拍苍蝇一样粘住和保存彗星物质粒子,还不影响粒子本身的特性,回到地球上可以研究。这个“苍蝇拍”还可以捕获从人马座星系来的星际间尘埃粒子,可谓一物两用。
等多少年等到这一天
“星尘”是继“阿波罗”计划之后,美宇航局第二个取回外星球物质样本的太空探索项目,也是美国第一个专门探索彗星的项目。邹哲说:“彗星是目前我们知道最有趣的天体,探索彗星非常有趣。”
当记者问到,他已65岁了,为什么还要在宇航局控制现场奔波时,邹哲大笑着说:“我当然应该到现场,我等了多少年了!”
“足球场上找蚂蚁”任务重
诚征分析星尘志愿者
想成为首个星际尘埃颗粒的发现者吗?美国“星尘”项目正在全球征集志愿者,普通人在自家电脑上就可以分析筛选由“星尘”号飞船返回舱带回的星际尘埃。
人类迄今尚不知道星际尘埃颗粒到底是什么样的,也从未在实验室中研究过具体的星际尘埃样本。但“星尘”号飞船的回归让研究星际尘埃成为可能。它的尘埃采集器,一面捕获的是彗星物质粒子,另一面就是星际尘埃颗粒。根据推算,“星尘”号的星际尘埃采集器上应该有大约45个星际尘埃颗粒。与采集到的成千上万个彗星物质粒子相比,在约0.1平方米大的采集器上找到这45个星际尘埃颗粒的踪迹,好比在足球场上寻找45只蚂蚁,必须搜寻160万个小区域,然后才能分析它们的化学和放射特性。仅依靠该项目研究人员至少需要20年才能完成这一工作。
为此,“星尘”项目在全球征集志愿者,设立了一个专门网站。感兴趣的人登录后需要首先进行一个网上测试,通过测试的人将有资格注册成为“星尘”项目的志愿者,并接受网上培训,然后可以下载一个“虚拟显微镜”。“虚拟显微镜”能自动连接“星尘”项目网站的服务器,下载需要筛选的星际尘埃图片。研究小组对志愿者的工作量没有任何要求,做多做少全由志愿者的兴趣而定。在志愿者的协助下,分析筛选工作预计只需7个月就能完成。
据介绍,每幅图片将首先由四名志愿者同时筛选,如果有两人分别看到了相同的星际尘埃颗粒踪迹,图片就会被发给另外100多名志愿者进行确认。如果得到其中20人的确认,负责分析的加利福尼亚大学伯克利分校一研究小组就会对这个颗粒进行最后的验证。作为回报,帮助发现星际尘埃的志愿者,其名字将出现在“星尘”项目宣布发现星际尘埃微粒的科学论文中。 |