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装有彗星尘埃样本的美国“星尘”号飞船返回舱,于北京时间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,也是1976年以来第一次成功实施机械获取外太空物质。与此同时,“星尘”号飞船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。
返回舱“完美”着陆
太平洋时间15日凌晨2时20分(北京时间15日18时20分),在犹他州现场刚刚确认返回舱安全着陆的“星尘”项目设计者邹哲博士在电话中对新华社记者说:“这是一个非常完美的着陆,完全按照计划进行。”他说,在现场的项目科学家和工程师都欢呼雀跃。
通宵未眠的邹哲话语中难掩激动。“我等了25年就是为了这一刻,”他说。
据邹哲介绍,搜索队目前已乘直升机出发去寻找返回舱。搜索人员在找到返回舱后,将首先将其运往美国军方的达格韦武器试验场进行初步处理。返回舱中的彗星尘埃样本等最终将被送往美国宇航局约翰逊航天中心供科学家研究。
“到目前为止,这个计划进行得非常完美,达到了我当初提出计划的目标。”邹哲说,“当然含蓄一点,还得等看到样本后才能报告完全成功的消息。”
“星尘”号飞船于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物质粒子。在遨游太空近7年后,装有彗星尘埃样本的返回舱于昨日首先与“星尘”号飞船的母船分离,随后进入地球大气层,并在降落伞的帮助下成功着陆。
美国宇航局工作人员介绍说,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年的漫长旅程,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:总路程为46.3亿公里,相当于从地球到月球折返5000次。
人类首次取回彗星的样本
“星尘”号带回的尘埃是人类首次取得的彗星样本。据美国航天专家估计,捕获的最大粒子直径不会超过一根头发丝,其他的则要小得多。这些粒子绝大部分来自“维尔特二号”彗星。
1999年2月发射升空后,“星尘”号飞船就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。
为了实现与“维尔特二号”彗星最近距离的“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”。2004年1月,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,飞船上伸出的一个网球拍大小的尘埃采集器,成功捕获到彗星物质粒子。飞船上的光学导航相机还抓拍了一些彗核照片,作为“约会”纪念。
此外,在2000年2月至5月和2002年8月至12月期间,“星尘”号还捕获了太阳系星际尘埃粒子。科学家认为,这些粒子可能保留了太阳系诞生之前的宇宙构成信息。
“星尘”项目总投资约1.68亿美元(不包括飞船发射费用),其中约1.28亿美元用于“星尘”号飞船的研发,其余用于项目控制。整个项目由美宇航局下属的喷气推进实验室负责。邹哲指出,整个“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,“它证明可以用相对较低的成本采集高质量的科学数据。”
尘埃分析至少要10年
不过,取回尘埃只是“星尘”项目成功的第一步。美国科学家介绍说,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。
邹哲透露说,如果一切顺利,到今年7月初“星尘”项目科学家就可以拿出最初的样本分析成果。“当然,这些样本中包含的信息,可能10年、20年都分析不完。”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。
法新社甚至援引科学家的比喻说,这就像“在一个足球场寻找45只蚂蚁,每次搜索5平方厘米大小的地面”。
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。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”计划让美国宇航局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”。
邹哲解释说,研究彗星会揭示太阳系诞生和地球生命起源的奥秘。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,比较好地保存了45亿年前刚诞生时的状态。
而“星尘”号飞船探测的彗星“维尔特二号”尤其“有趣”。邹哲说,这颗彗星是在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。
“这就意味着,彗星的物质变动很少,大部分还保持着太阳系初生时的状态。如果采集其样本,可能获得很罕见的数据,”邹哲说。
邹哲表示,“星尘”项目很“可能把人们对彗星以及整个太阳系历史的认识向前推进一大步。”(综合新华社报道
背后故事
“星尘”之父是华人
当美国宇航局的“星尘”号飞船携带着彗星“维尔特二号”的样本即将返回地球时，一位65岁的华人科学家正期待自己多年的梦想变成现实。
他就是邹哲博士，美宇航局喷气推进实验室资深研究员、“星尘”项目的设计者和副首席科学家。日前，当记者通过电话找到正在犹他州腹地等候“星尘”号返回舱的邹哲时，他兴奋地告诉记者：“为了这一刻我等了25年。”
邹哲博士出生于抗战时期的中国，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。”
“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，“要登陆的话成本非常高，大约一万磅的推进剂才能把一磅重的载荷送上去。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。
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。”文/新华社记者陈勇
网络编辑：张宁
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