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彗星被人类撞出一个大坑

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北京时间7月4日13时52分,“深度撞击”“炮弹”成功命中目标

彗星被人类撞出一个大坑

“深度撞击”撞击器北京时间昨日下午按原计划与坦普尔1号彗星发生相撞。适值美国独立日凌晨,美国国家航空和航天局为全世界上演了一幕耀眼的太空焰火。就在这一片焰火之中,人类仿佛窥见了太阳系的儿时容貌。

准确击中

北京时间4日13时52分左右,重达372公斤的铜质撞击器在与“深度撞击”号探测器脱离约24小时后,以每小时3.7万公里的相对速度在距地球约1.3亿公里处与坦普尔1号彗星成功相撞,完成此次壮烈的“杀身成仁”之旅。

伴随着一道眩目强光,国家航空和航天局喷气推进实验室内顿时爆发出热烈的掌声。为这一时刻等待6年之久的科研人员们相互拥抱,激动不已。

实验室研究人员唐·约曼斯说,撞击器准确击中彗星,撞击力度超出大多数人的预料,“科研小组欣喜若狂”。实验室主任查尔斯·埃拉奇也表示,成功之大,“超出我们的预料”。

探测器发回的一张图片显示,撞击场面与此前预计毫无二致。撞击器击中彗星下部,撞击处出现了一个明亮的光斑,冲击产生的碎片在空中散开,如同云状。

据科研人员介绍,撞击前2小时,撞击器转入自动驾驶状态,完全脱离地面控制人员的掌控。如果此前运算稍有差错,或者器载部件出现故障,撞击器便可能与彗星失之交臂,而这项耗资3.3亿美元的宏大计划亦将随之功亏一篑。

如同科幻

此次撞击成功,不仅标志着人类有史以来与彗星进行的最亲密接触,同时也为世界各地的天文爱好者表演了一幕绚烂的太空焰火。

在夏威夷怀基基海滩,1万余人通过巨型电影屏幕目睹了这一撞击盛况。来自火奴鲁鲁的内科医生史蒂夫·林说:“这就像一部科幻电影。”

其实,这就是真实版同名好莱坞大片。在1998年拍摄的好莱坞科幻电影《深度撞击》中,一艘美国太空船奉命前去轰炸一颗巨型彗星,以防止其与地球相撞。

但与之不同的是,据项目人员介绍,坦普尔1号彗星“现在或在可预见的将来都不会对地球构成威胁”,对其进行轰击旨在揭开太阳系起源之谜。

肩负重任

科研人员认为,彗星内核由40亿年前太阳系形成时便已存在的原始物质构成,因此彗星可能是太阳系中最古老的天体,对其进行深入研究将有助于探索太阳和行星的形成过程。

为此,科研人员在“深度撞击”探测器和撞击器上均安装了摄像仪器,用以拍摄彗星表面特征及撞击实况。撞击发生后,探测器还要对溅射的彗星碎片进行分析,并将结果传回地球。

国家航空和航天局负责太阳系研究工作的科学家安迪·丹特兹勒说:“国家航空和航天局一直以来都致力于了解太阳系的形成和演变过程,并探寻宇宙其他地方是否存在生命。彗星是太阳系最古老的天体,它会为许多问题的解答提供线索。”

埃拉奇在撞击后表示:“现在我认为,我们对太阳系有了完全不同的了解。”

“深度撞击”计划1999年11月1日正式启动,共投资3.3亿美元。时隔5年之后,“深度撞击”号探测器于今年1月12日成功发射,于7月3日14时释放撞击器。在撞击彗星前,该探测器已经走过了4.31亿公里的漫长太空之旅。

邓玉山

幕后故事

12名中国工程师参与

上万中国人信息留存彗星

本报讯北京时间昨晨,《法制晚报》记者联系到美国宇航局(NASA)参与“深度撞击”的2位中国工程师。其中一人告诉记者,在此次撞击中,大约有12名中国工程师正在不同的岗位努力工作着。

来自安徽合肥的工程师李荐扬主要负责的工作是汇合光度学分析。而他的导师是整个工程的总负责人,也是“深度撞击”的发起人迈克·赫恩。

对于能够参加“深度撞击”,李荐扬激动万分:“‘深度撞击’是1998年通过NASA批准的,我们进行了大量的准备工作。能参加这样一个大项目,我很荣幸。我们中国也有很多这样的空间项目计划,但相比较而言,美国的技术更为先进。我自己学到了很多东西,同时,我认为‘深度撞击’与探月等太空计划难度不同,从轨道设计到测算,很多是值得我们国内借鉴的。”

“深度撞击”号的撞击器内携带刻满全球56万天文爱好者名字及其自身讯息的CD光盘。当撞击器冲向彗星的时候,这片刻满全球天文爱好者名字的光盘,也将随之穿入彗星内部,永远留存在彗星上。

“深度撞击”发射前,只要登录“深度撞击”网站写下自己的姓名,NASA网站将会自动显示一张给参与者的专有“纪念证书”。在2003年5月到2004年1月期间,全球共有56万名天文爱好者登录网站写下了自己的名字,其中包括上万名中国人。

欣华

后方指挥

美国宇航局喷气推进实验室

“勇气”号火星漫游、“卡西尼”号土星探秘、“深度撞击”探测器“炮轰”彗星……每一次太空探索热都会使美国宇航局的喷气推进实验室(JPL)成为世界的焦点。

JPL位于洛杉矶东部的一个山凹里,其前身是加州理工学院喷气动力研究所,由航空大师卡门于20世纪40年代牵头成立,最初的许多研究工作与火箭、导弹有关,但现在完全从事太空科学研究。

美国宇航局有两个非常知名的太空研究基地,一个是位于休斯敦的约翰逊航天中心,主要负责载人航天研究;另一个是位于洛杉矶的JPL实验室,主要负责不载人太空探索计划。

美国所有的太空无人探测研究基本都在JPL完成,目前JPL共进行着45个项目的研发。各种无人探测器升空后的控制工作大都由JPL负责。

JPL实验室汇集了美国的太空研究精英,其员工总数超过5200人,仅华裔科学家就有300多人。三分之二的工程师拥有硕士或博士头衔,其中不少人毕业于麻省理工学院和卡耐基·梅隆大学这两所名校。此外,JPL每次承担一项科学使命时,还会从全美各个知名高校抽调一些相关专业的顶尖人才。所有在这里工作的人不仅要有专业特长,还必须是美国公民。如果是在美国之外出生,还要接受复杂的审查程序。

JPL属于政府部门,与很多私人企业相比,薪水不高,多数人来此工作都是为实现个人理想。据这里的工程师介绍,很多人都是放弃了去私人企业挣高薪和股票的机会,来到JPL工作。很多员工把太空探索看作自己的事业。

颜亮

专家点评

“轰击”天体带来哪些启发

此次撞击有助于揭示哪些天文谜团?关于彗星的形成原因和运行我们有多少了解?如此“轰击”天体能给人类带来哪些其他方面的启发?中国科学院国家天文台研究员李竞对这些问题进行了解答。

谜中探秘

李竞研究员说,在太阳辐射压和太阳风的作用下,彗星上的一些物质会逐渐蒸发。早先科学家通过地面望远镜观测,已知道彗星上蒸发的物质中有水、高分子物质和有机物。

上世纪50年代有专家提出,彗星可能是由冰和岩石组成的松散“脏雪球”。但是,科学家迄今对彗星的彗核结构及其物质组成知之甚少。此外,坦普尔1号等回归周期在200年以下的彗星,来自已于1992年被证实存在的“柯伊伯”带。这个扁平环状带位于海王星以外,其中的天体都有可能保持着46亿年前太阳系形成时期原始物质的结构和状态,而离太阳较近的星体在太阳作用下,其原始物质已面目全非。因此,“深度撞击”在探究彗星内部和太阳系演化方面可谓“一箭双雕”。

为何是坦普尔1号

李竞说,坦普尔1号彗星由德国天文学家坦普尔于1867年发现。科学家通过长期观测已知道,这颗彗星在火星和木星之间、围绕太阳的椭圆轨道上运行。它相对于地球的回归周期为5.51年,迄今已发现其至少回归了25次。正是基于坦普尔1号的这些运行特点,人类的探测器才能在较短时间内追上它。

此外,坦普尔1号靠近太阳时挥发的物质不多,因此专家估计,撞击器撞入该彗星后喷发物很可能会较快地“烟消云散”,并且不会重新覆盖撞出的坑,可便于附近的探测器“窥探”彗星内部的奥秘,而具有上述特点的彗星并不多。正是由于这些原因,美国研究人员才将坦普尔1号选为撞击对象。

高技术下的“练兵”

李竞表示,成功实施这种撞击前,科研人员必须精确计算出探测器和被撞击目标的运行轨道,控制住探测器按既定轨道飞行,及时检测飞行参数以确定是否需要修正其轨道,发出指令修正或改变探测器轨道,准确地在预定轨道位置释放撞击器。目前,全世界掌握这些技术的国家不多。

李竞指出,从理论上说,小天体撞击地球的可能性是存在的。如果研究人员通过探测和计算发现某一小天体要“亲吻”地球,那么人类就必须利用自己掌握的科技知识、手段,减灾防灾。有专家建议,发射轰击器,将威胁地球的小天体炸裂,使其分离成几个小部分,从而改变其运行轨道。这次撞击完满地命中“靶心”,可谓为避免小天体来袭而进行的“练兵”。

栾海

执行导演

美国鲍尔公司

美国宇航局自然是“深度撞击”的总导演,然而这场太空盛事的背后还必须提一个名字,那就是鲍尔航空科技公司——“深度撞击”飞船的设计者和制造者。

总部位于科罗拉多州的鲍尔航空科技公司是鲍尔公司旗下的一家子公司。这个当初以制造水果罐起家的高科技公司,45年多来已经成长为世界航空工业的领先者。

此次参与“深度撞击”的航空飞船、撞击仓以及相关科学设备,包括三个望远镜、三个摄像仪和一个分析彗星内部构造的分光计,都是由鲍尔航空科技公司负责制造。

此外,用来观测撞击效果的第三方仪器中,也有不少是出自该公司之手。除了飞船本身自带的观测仪外,美国宇航局的哈勃望远镜、斯皮策太空望远镜和钱德拉天文台都将参与捕捉撞击画面,而鲍尔航空科技公司正是这三大天文观测装置的核心部件制造商。

在鲍尔航空科技公司的所有产品中,有两样不得不提一下。其一,帮助修复哈勃望远镜的成像问题使其继续工作,这在当时轰动了世界;其二,南极洲顶空的臭氧黑洞监测器由其发明,对全球的生态意义极大。此次“深度撞击”飞船的研发成功使鲍尔航空科技公司再度成为世人关注的焦点。

徐磊

深远意义

首张“撞击”照片拍自距彗核约8000公里外

信息可能涉地球生命起源

美国东部时间3日深夜时分,美国宇航局喷气推进实验室发言人艾伦·比夫对记者说:“我们在22时58分收到飞行器传回的第一幅图像,表明这次撞击在22时52分准时发生。一切都按计划进行。”在喷气推进实验室里,项目科学家和工程师发出的一阵阵欢呼声,透过电话听筒传到记者耳中。

比夫说,这第一张照片是由“深度撞击”的飞行器在距彗核约8000公里之外,用其搭载的中分辨率观测设备拍下的,“现在,项目科学家还不能从这些照片中获得什么有意义的信息,但是可以肯定地说,‘深度撞击’项目已经获得成功。”

撞击器击中彗星的彗核后,会在其表面轰出“弹坑”,使其内部物质暴露出来供研究。据预测,撞击会造成彗核表面的冰雪、尘埃等溅起,好比在太空中放出一个“火焰”。

这次撞击带来的信息,可能涉及太阳系的诞生、地球上水的来源,以及地球生命的兴起,足够科学家们夜以继日地分析。“30天后‘深度撞击’项目就将结束了,但其数据分析工作会持续好多年,”比夫告诉记者。

陈勇

图:

“深度撞击”撞击器撞向彗星瞬间模拟图。新华社发

↑“深度撞击”成功与彗星“亲吻”瞬间系列图。本报记者 莫伟浓 摄于电视屏幕

←“深度撞击”成功“亲吻”彗星示意图。新华社发

成功相撞后,美国宇航局科学家激情相拥。 本报资料

1月12日,运载着“深度撞击”彗星探测器的火箭发射升空。新华社发

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