七月四日,美國宇航局的電視屏幕顯示“深度撞擊”號探測器釋放的撞擊器“擊中”目標———坦普爾一號彗星。
北京時間7月4日13時57分,美國地面控制大廳裏一片歡呼。
“炮轟”彗星大片正式上演:美國宇航局“深度撞擊”號探測器釋放的撞擊器“擊中”目標———坦普爾1號彗星。
這項史無前例的“炮轟”彗星計劃始於1999年11月1日。美宇航局于2005年1月12日成功發射“深度撞擊”號探測器。在7月4日撞擊彗星之前,“深度撞擊”號走過了4.31億公里的漫長太空之旅,終於迎來了與坦普爾1號“親密接觸”的激動人心時刻。
———“深度”點評———
這是最理想的結果
焦維新(北京大學地球與空間科學學院教授):從傳回來的畫面來看,撞擊時候,噴發的物質非常高,説明這種結局是最好的。
先前預測,撞擊可能有四種結果:第一種是沒有擊中彗核;第二種是雖然擊中彗核,但由於彗核比預計堅硬得多,撞出坑並不大,濺射出的物質也較少,彗星增亮不明顯;第三種可能是撞擊時爆炸瞬間産生節日焰火般的絢麗景象,所濺射出的大量塵埃氣體物質使坦普爾一號彗星熠熠生輝,並持續幾天乃至幾個星期之長,這是最理想的結果;第四種是這顆彗星的彗核相當鬆散,在激烈的炮轟中分崩離析,變成幾顆彗核,甚至全部瓦解。
現在結果是最好的,這是大多數的科學家預見的,説明這個彗核保持了形成時期的特點,主要由冰、顆粒、塵埃組成的,冰除了水冰之外,還有氨水結成的冰,總體來看質地還是比較鬆散的,所以撞進之後有很大噴射。
拋射物沒有預想的黑
王思潮(南京紫金山天文臺研究員):這是一次非常令人興奮的撞擊!儘管我們事先已經預計撞擊成功的可能性比較大,但是看到撞擊最終獲得成功,我還是非常高興。
根據畫面觀測,撞擊産生的霧狀拋射物沒有原來預計的那麼黑,顏色有些灰暗,而原來天文學家普遍估計坦普爾1號彗星的表面物質應該比煤還要黑,目前分析有可能是該彗星的碳物質含量較少,不過這還需要“深度撞擊”號探測器採集到更多的數據後才能得到驗證。
此外,坦普爾1號彗星表面不是很光滑,有些類似地球上的丘陵地帶,最高處可能有數百米,還有幾個直徑1公里左右的環形山,可能是其它小行星撞擊後産生的。
彗星研究得到應有的重視
胡中為(南京大學教授、研究太陽系演化、彗星專家):每年從太空中落到地球上的彗星有上百萬顆,這對空間飛行器的安全是一個極大的威脅,但是我國卻沒有開展相應的研究,而美國則非常重視這一領域的研究,並投入大量的人員和經費。雖然我國的科研經費與美國還有較大差距,但是就目前我國的空間技術應用領域來説,國家只要投入少量的經費,利用現有的近地衛星就可以觀測到絕大多數的彗星、小行星,從而保障空間飛行器的安全。
借此次“炮轟”彗星喚起國內各界對彗星研究的真正重視,而非彗星來臨或碰撞時的一窩蜂“科學演説秀”!
———“深度”目標———
尋找生命起源的線索
李競(中科院國家天文臺研究員):研究彗星也能夠為地球生命起源這樣一個重大課題提供重要線索。很多科學家認為,地球早期生命起源於太空,因為彗星富含有機物高分子,與生命形成有關,當彗星撞擊地球時會把一些形成生命的原始物質帶到了地球上,彗星還有可能是地球水的一個來源。
彗星是太陽系最古老、最原始的天體,許多科學家認為,彗星保持了原始星雲物質和太陽系早期演變物理和化學過程的記錄。但是,對彗星的研究是比較困難的,因為好多彗星進入太陽系後不久就又離開了,而有的彗星一旦離開就不再復返,所以彗星本身是由什麼物質組成,為什麼接近太陽時會出現一個大尾巴?這些都是近百年來天文學家研究的問題。
我們要追溯太陽系的早期歷史,就得研究那些早期的物質,彗星恰恰是保留早期物質的最佳天體,代表了與太陽系誕生時最接近的狀態,探測彗星能為揭開太陽系形成之謎提供新線索。
防止小行星撞向地球
龐之浩(中國空間技術研究院高級研究員):這是人類嘗試改變彗星和小行星軌道的一次實驗,因為如果成功,將來人類就有可能取得撞擊小行星的經驗,以防小行星撞擊地球。
在一部名為《彗星撞地球》的影片中,彗星充當了人類毀滅者的形象,它飛速衝向地球,影片中人類甚至要集中全球所有的原子彈去對付它。這次的撞擊可以説是防止小行星撞擊地球的一次演習。
這次的演習,探測器在10千米/秒的速度下撞擊彗星,撞擊效果怎樣還要通過數據進一步分析。專家指出,這種撞擊要作為一個實用技術來改變小行星、彗星的軌道,現在來看還比較遙遠,但相信是會實現的。
———“深度”揭秘———
撞擊器頭頂“銅盔”
在這次撞擊中,充當“炮彈”的撞擊器是在計算機操作下完全自主飛行,它必須準確地擊中目標。
“深度撞擊”項目經理裏克 格蘭米爾比喻説,這好比“往飛速運動的針上穿線”。坦普爾1號彗星以每秒30公里的高速運動,而在它軌道前方的“深度撞擊”探測器飛行速度約為每秒20公里左右,飛行器彈射出撞擊器“炮彈”後就得立刻調整姿勢“躲開”,以免被彗星撞上或被撞擊時飛濺的碎屑打上,影響向地面傳輸寶貴的科學數據。而探測器將以每小時3.67萬公里的速度與“坦普爾1號”彗星發生碰撞。
但接近彗星內部並不是件容易事,它周圍密集的星塵會以每小時10萬公里的速度撞擊飛船,相當於子彈射在上面,很容易損壞飛船攜帶的精密設備。
為了衝破彗星的“槍林彈雨”,NASA特意給“深度撞擊”號披上了一件“護體神衣”,它由8層“凱夫拉”防彈材料和12層“內克斯特爾”合成材料織成,至少可以穿透兩顆彗星的外圍星塵。
犧牲前兩秒仍在工作
撞擊器重達372公斤,上面佈滿銅釘,內部安裝有高清晰度攝像機,在接近彗核的過程中,它將拍攝有史以來距離彗星內核最近的圖像,最小可以分辨出20厘米的細節信息。雖然撞擊器會被彗星吞噬掉,但在撞擊過程中,撞擊艙攜帶照相機衝向彗核,拍下一幅幅精彩照片,同時將數據發回探測器,直至“壯烈犧牲”前2秒鐘。
宇宙飛船自身也帶有高分辨的相機和紅外分光計等精密觀測設備,在離彗星僅500公里的距離拍攝撞擊時沖天而起的蘑菇雲,記錄撞擊坑的大小、深度、形狀和內部結構,分析從彗核內部噴射物質的成分,並將觀測到的寶貴圖像和數據傳回地球。
與此同時,包括哈勃太空望遠鏡、斯皮策太空望遠鏡和錢德拉X射線太空望遠鏡在內的一系列地面和太空望遠鏡也悉數上陣,對撞擊彗星做了全程監視記錄,以防遺漏任何細節。
———“深度”後果———
“炮打”彗星會不會危及地球?
李競:撞擊坦普爾1號彗星不會威脅地球。“深度撞擊”不僅對坦普爾1號的運行軌道幾乎沒有影響,撞出的彗星碎片也絕不會飛向地球。
這次撞擊只能使該彗星自身的運行速度出現每秒0.0001毫米的改變,使得其近日點縮小大約10米,運行週期減少不超過1秒。從科學角度來看,這就好比讓一隻蚊子衝進一架波音767客機,完全不會影響到彗星本身的運行軌道。
專家們指出,外來天體只有在其軌道與地球運行軌道發生交叉時,才會對地球造成威脅。坦普爾1號的軌道從來就與地球的運行軌道毫不相干,該彗星在軌道最近點上與地球的距離最少也有7400萬公里。
———“深度”花絮———
3.3億美元看一場“太空焰火”
6月29日,人類歷史上最昂貴的電影《世界大戰》全球上映,派拉蒙花2.5億美元愉悅電影“粉絲”。不出五天,紀錄就被刷新。7月4日,人類歷史上最昂貴的大片在全宇宙上映,美國宇航局(NASA)花3.3億美元請大家看一場“太空焰火”。上演”太空焰火”的兩個主角正是“深度撞擊”和坦普爾1號彗星。
這部太空大片拍攝規模龐大,各路高手精英盡出。美國的“哈勃”、“斯皮策”、“錢德拉”和歐洲的“牛頓”天文望遠鏡等會從各個波段觀察;地面上,美國基特山天文臺、歐洲南方天文臺等也會持續監測。
撞擊時間鎖定“獨立日”
為了保證計劃成功,科學家對於計劃的每一個組成部分都進行了精心挑選。專家透露,在7月4日美國“獨立日”這一天進行撞擊,也是經過“深度撞擊”計劃小組精心選擇的。説白了,這是美國宇航局搞的一個“噱頭”。
“根據我們的計算,‘坦普爾1號’將在7月5日這一天來到它的近日點,也就是它自身軌道上離太陽最近的位置。按照‘深度撞擊’計劃的要求,我們必須選擇彗星離太陽和地球都比較近的時候進行撞擊。因此,只要是在7月5日前後一到兩周時間裏,任何一個日子都可以是理想的撞擊時間。大家一琢磨,不如選7月4日‘獨立日’,聽起來不是更酷嗎?”
確保萬一六顆彗星作“替補”
雖然美國宇航局對此次撞擊很自信,但該任務的規劃者還是做出了應急計劃,選出了6顆替代彗星。一旦錯過“坦普爾1號”,“深度撞擊”號還可以瞄準其他目標。加州帕薩迪納噴氣推進實驗室的“深度撞擊”計劃主管裏克表示,雖然錯過目標的幾率小于1%%,但由於此前從未做過這樣的試驗,所以需要備用彗星以提高成功率。上萬名中國人將名留彗星
“深度撞擊”號的撞擊器內攜帶刻滿全球56萬天文愛好者名字及其自身訊息的CD光盤。當撞擊器衝向彗星的時候,這片刻滿全球天文愛好者的名字的光盤,也將隨之穿入彗星內部,永遠留存在彗星上。只要登錄“深度撞擊”網站寫下自己的姓名,然後NASA網站將會自動顯示一張給參與者的專有“紀念證書”。在2003年5月到2004年1月期間,全球共有56萬名天文愛好者登錄網站寫下了自己的名字,其中包括上萬名中國人。
撞擊創意出自科幻作品
30多年前,英國科幻作家阿瑟 克拉克在一本名為《2001》的作品中構想出“撞擊彗星”的創意,也引起了諸多航天大腕的興趣。經過不斷改進、完善後的計劃,最終於1999年7月被美國宇航局等方面採納。
責編:戴昕