作者:甘晓 唐凤 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2014/11/19 22:13:12
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专家解读菲莱:创造空间科学多个“首次”

 

近日,在科幻电影《星际穿越》热映之际,欧洲航天局“罗塞塔”号彗星探测器搭载的登陆器“菲莱”在彗星“丘留莫夫—格拉西缅科”的彗核上成功登陆,完成现实版的“穿越”。

11月12日,“罗塞塔”彗星轨道飞行器从22.5千米的高空释放下“菲莱”。不幸的是,它落到了阳光不够充足的阴影中,无法为电池充电。“菲莱”最终在15日进入休眠。

在科学家看来,“菲莱”与彗星的亲密接触,创造了空间科学史上的多个“首次”。他们期待,利用“菲莱”获得的数据,刷新人类对太阳系起源的认识。

打开冰封的“时间胶囊”

多年来,天文学家、空间科学家一直致力于通过探测小行星、月球、火星等天体上的水和有机物信息,获取太阳系形成及地球生命起源的相关证据。

“罗塞塔”也不例外。该项目的主要目标是探索46亿年前太阳系的起源之谜,以及彗星是否为地球“提供”生命诞生时所必需的水分和有机物质。

中科院紫金山天文台研究员季江徽告诉《中国科学报》记者:“彗星是太阳系冰封的‘时间胶囊’。”彗星是太阳系内部行星形成过程中留下的冰质残留天体,由太阳系诞生初期的物质组成。由于它们自身温度极低,并置身于“天寒地冻”的宇宙空间,因此自太阳系诞生以来,彗星成分几乎不变。彗星“67P”诞生于46亿年前太阳系形成初期。

中科院空间科学与应用中心(以下简称“中科院空间中心”)太阳系探测研究室主任李磊指出:“研究彗星有助于认识太阳系形成的历史和演化过程。”

同时,科学界对地球上的生命到底来源于演变进化还是彗星、小行星撞击地球时留下的痕迹,仍然存在诸多争议。季江徽介绍,此次“罗塞塔”号长途跋涉释放“菲莱”探测器,将通过携带的不同仪器,搜集67P上水和有机物的痕迹。

“菲莱”在登陆时出现大弹跳,表明彗星黑色尘土地壳、有机分子和冰比想象的更硬。打开彗星这颗冰封的“时间胶囊”,则有望为揭开地球生命起源之谜提供证据。

“菲莱”实现多个“首次”

“罗塞塔”号花费10年时间穿越太阳系,在今年8月最终接近目标时,旅行了65亿公里,最终在67P上登陆。一台样本分析设备的主要研究者、德国马普学会的Fred Goesmann表示,“菲莱”搭载的两台样本分析设备都能“嗅到”地表附近的气体,着陆时扇起的尘埃被吸进了仪器中。

11月15日,在发回一系列数据后,欧洲航天局证实,“菲莱”由于电力不足已经休眠,与地球失去联系。在研究人员的最后命令中,控制者试图将其太阳能电池板置于更理想的位置,希望随着67P接近太阳和方向变化,更多阳光将照进它的电池板。

尽管如此,在空间科学家看来,“菲莱”创造了空间科学史上的多个“首次”。

李磊向《中国科学报》介绍:“以前,人类曾经进行过飞越彗星的活动,但从来没有登陆彗星,这是第一次。”在李磊看来,此次计划巧妙的设计还将实现另外两个“首次”:“罗塞塔”探测器于2004年升空,十年中实现了首次与彗星伴飞;而伴飞中首次观测到彗星在太阳光照下的活动过程。

按照惯例,欧航局将会把“罗塞塔”项目的数据全部公开。科学家们期待,利用“菲莱”获得的数据为空间科学创造更多“首次”。

中国“追星人”

在中国,也有一批“追星人”,他们正在逐渐走向世界小行星探测的前列。

2012年12月,嫦娥二号卫星在距地球约700万公里远的深空,成功飞越“图塔蒂斯”小行星,实现我国首次对小行星飞越探测,并在国际上第一次拍下这颗小行星的光学图像。随后的研究结果揭示了该小行星的物理特性、表面特征、内部结构以及可能的起源等。

最近,中科院紫金山天文台与中国空间技术研究院总体部合作研制生产的小行星采样一体化装置,通过了专家组验收评审。“将来,在小行星探测中,它会黏在探测器的外壁,跟卫星一起上天,落在小行星表面,通过地面发射的一些指令,进行原位探测。”季江徽说,“这套装置登陆小行星坚硬表面,和登陆彗星柔软表面相比,难度更大。”

中科院空间中心也在日地及太阳系行星空间环境探测研究领域开展了卓有成效的工作。例如,开展了太阳风与行星相互作用的研究工作。此外,空间中心也根据空间科学探测目标开展了诸多探测仪器的研发。据该中心空间环境探测研究室主任孙越强介绍,太阳风离子探测器、高能粒子探测器已在嫦娥一号/二号上成功应用;等离子体探测包、无线电掩星接收机等已在萤火一号火星探测器上搭载;瞄准中国自主火星探测,已完成等离子体、中性原子和能量粒子探测等关键技术攻关和关键部件研制。

 
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