推进实验室透露,正准备与彗星相撞的“深度撞击”探测器,观测到了这颗彗星上冰雪大爆发形成彗发的奇景。这次大迸发虽然短暂,但却使坦普尔1号彗星骤然明亮,迸发出的可能是冰或其他物质,它使彗星及反射的彗核周围的烟尘环变大。照片显示,坦普尔1号彗星上大量碎冰和其他微粒在半天内喷发出来形成彗发。这次喷发没有对彗星身边的“深度撞击”造成损害,反而让探测器上的仪器探测到其中的物质成分。“深度撞击”探测器上的红外分光计探测到,彗星喷发出的水蒸气增加了一倍,二氧化碳等气体增加更明显。
根据“深度撞击”探测器发回的照片,坦普尔1号彗星的彗核并非球体,而是呈14千米长,4.8千米宽的不规则状。“深度撞击”项目负责人迈克·赫恩表示,通过“深度撞击”发回的照片,可以更好地了解坦普尔1号彗星彗核的内部构造,为7月4日成功完成撞击打下良好基础。
顺利释放撞击器
北京时间7月3日14时07分,即撞击前的24小时,“深度撞击”探测器在距离坦普尔1号彗星8.64×105千米远处,成功释放出所携带的撞击器。随后收到的信号表明,这一质量为370千克的撞击器完全按预定轨迹向彗核飞去。这是因为撞击器携带有高精度恒星跟踪器、撞击者目标遥感器和自动导航系统。其中撞击者目标遥感器是1台带有孔径为12厘米望远镜的目标瞄准照相机,用于在撞击器飞向彗星过程中导航,在接近彗核过程中,其视轴与弊不髌骶嗬脲绾?0千米,即撞击前的2秒时,照相机的分辨率大约为20厘米。
撞击器被释放出去之后是在计算机操作下完全自主飞行的,尤其是在撞击前的2小时,它完全脱离地面人员的掌控,所以此前其轨道设计和测量稍有误差,或撞击器部件出现任何故障,都可能导致撞击器与彗星失之交臂。
轨道器弹射出撞击器后立刻调整姿势“躲开”,以免被彗星撞上或被撞击时飞溅的碎屑打上,影响向地面传输宝贵的科学数据。为了安全,在撞击发生13分钟之后,器将暂时停止收集数据,进入自我保护模式,以免被撞击产生的碎片击中。撞击40分钟后,自我保护模式结束,顺利度过“危险期”的轨道器与地面控制中心重新建立了联系。
由于坦普尔1号彗星是以30千米/秒的速度运动,在它轨道前方的撞击器飞行速度约为20千米/秒,所以撞击器将以10千米/秒左右的相对速度轰击坦普尔1号的彗核,其难度之大可见一斑。用格莱美尔的话说,这就好比“往飞速运动的针上穿线”。
在分离前6小时,“深度撞击”探测器成功地进行了第4次轨道调整,发动机启动了30秒,使探测器速度每小时减慢了1千米。这样做是为了使撞击器尽可能靠近飞向坦普尔1号彗星的直线方向。
分离后地面控制人员还遥检了撞击器和轨道器联系所用的S波段通信设备状况,因为撞击器所有的数据都将通过它传回到轨道器,包括人们期待的撞击前最后的照片。
在击中坦普尔1号彗核前,撞击器通过发动机点火进行了3次轨道调整,以便更好地完成任务。
北京时间7月4日12时20分,撞击器进行了第1次发动机点火调整,调整持续了约20秒,目的是为了能够更准确地“瞄准”彗星。此时,撞击器运转正常,自动导航系统一直在工作,不断修改自己的轨道,保证它能够精确、准确地撞击到彗核上。
北京时间7月4日13时17分,撞击器成功完成第2次发动机点火调整。
完美无缺的深空“焰火”
北京时间7月4日13时39分,地面控制中心最后一次调整了撞击器的轨道,它以每小时3.7万千米的惊人高速风驰电掣般直捣彗星的彗核。再过十几分钟,撞击器就要“亲吻”坦普尔1号彗星了。地面接收到的图像越来越大,而且一张比一张清晰。航宇局的工作人员聚精会神地注视着探测器和撞击器的一举一动,虽然一切仍在掌握之中,但直播现场气氛仍略显紧张。又过了几分钟,意想不到的事情发生了,望远镜的焦距忽然出现了问题,拍摄的图像变得模糊不清,仿佛蒙上了一层冰雾。在项目组中的中国留学生李荐扬博士和他的同事们经过紧急调整,很快望远镜焦距又恢复了正常。
在离彗核还有数百千米时,撞击器开始了最后的冲刺,撞击前3.7秒,彗核的最后一张大特写被传回,这时它们相距只有30千米,照片上能分辨出彗核表面4米范围的细节。13时57分,轨道器在离彗核8600千米处密切关注着即将发生的一切,这时直播电视屏幕上显示一团耀眼的白光如照明弹般在彗星表面骤然升起,亿万人的紧张关注终于有了结果,撞击器不辱使命,准确命中目标!
北京时间4日13时58分,第1张撞击成功的照片传到了喷气实验室并且展示在大屏幕上,它是由轨道器上中分辨率成像仪在距彗核约8000千米之外拍摄的。根据图片显示,撞击器击中彗星下部,因为撞击时彗星下半部分喷发的物质非常高,出现了一个明亮的光斑,冲击产生的碎片在空中散开,原来看到的是非常小的一个核,撞击以后整个抛射物非常高、非常大,如同云状,撞击处撞击力度超出大多数人的预料。当这一幕情景出现在大屏幕上时,喷气实验室的科学家们情不自禁地惊呼起来:“天哪,天哪!”喷气实验室飞行控制官员们高呼:“太强了!太强了!我们让它撞中了我们想撞的位置上。”科学家们希望一旦尘埃落定,能够-彗星冰冻了的彗核,对太阳系诞生的过程有更多了解。
项目负责人格莱美尔说,轨道器已经向地面传回用可见光和红外线等不同频谱拍摄的高清晰度照片,其中的大量信息甚至“让我们不知从何入手”、“足够写一部百科全书”。
这些照片还显示,坦普尔1号的外形不规则而且分布着一些坑,像个坑坑洼洼的大土豆。“深度撞击”在彗核表面“轰”出的坑可能有50米深,不过这还要经过更精确的分析证实。
实际上,撞击器轰击坦普尔1号表面的过程有两步,第一次产生了较小的物质喷发,紧接之后产生的另一次物质喷发就很明显,使彗星的亮度一下子增强了5倍,高达数千千米,此时坦普尔1号的彗核笼罩在一片尘埃和冰屑之中,可能要延续几周时间才逐渐散去。不过,科学家可以通过轨道器上的红外分光计等设备,透过这一片尘埃看到彗核的“真容”,此外,还能分析其中的物质成分。这也表明,坦普尔1号彗星的彗核表面是一层很松散的物质,而其内部还有一层较坚硬的物质。这符合科学家们原先对撞击过程的最佳设想,也就是说彗核内部很可能是“未经触动”的,含有太阳系初生时的原始物质。
当撞击发生时,轨道器在距彗核约8600千米,此后14分钟里,它飞到距彗核500千米处,用高分辨成像仪观测撞击的后果。撞击整个过程的拍摄时间大约13分钟左右,它上面的数据会陆续传回来,可能要一个礼拜至一个月的时间。目前,项目科学家正在对陆续传回的照片进行分析。
北京时间7月5日12时,位于智利的欧洲南方天文台公布了从“深度撞击”传回的首张彩色照片。不久,地面又收到轨道器上高分辨率成像仪拍摄的更清晰照片。
目前撞击已经完成,不过对于科学家们来说,艰辛的工作不过才刚刚开始。他们的分析表明,探测器运行得非常完美,撞击的效果要大于预期。撞击实际上比预期晚了1.5秒,不过其“爆破”程度却超过了科学家的想象。撞击器与坦普尔1号彗星彗核的撞击点与预期相差还不到一米,如此精度也超乎了科学家的想像。不过目前科学家们最关注的,无疑是坦普尔1号彗星究竟被撞出了多深的洞。按计划,撞击后搜集到的各种相关数据将在约一个月后陆续传回,再经历约几个月的数据分析时间,整个项目要一直到2006年3月才将宣告结束。这些问题的答案,或许要到那时才能有个确切的答案。
下面的悬念就是“深度撞击”能否揭开太阳系起源和地球生命起源的神秘面纱?下一个被撞击的彗星或小行星是谁?
据悉,如果轨道器上的仪器在完成任务之后仍能正常工作,它将在7月24日之前改变飞行方向,有可能去探测1颗名叫波星(Boethin)的彗星,很可能在2009年1月与它相撞。
接下来,美国还有一系列关于彗星和小行星的小天体任务启动或者完成,其中最著名的包括“星尘”和“黎明”。其中“黎明”计划的目的是探测小行星带中最亮和最大的小行星,探测器将于2006年6月启程,在大约5年时间的飞行之后抵达目标,揭开小行星的神秘面纱。
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