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欧洲罗塞塔号探测器撞向彗星 终结12年太空使命

2016-10-01 13:15   浏览:637 次    来源:腾讯太空
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黄色椭圆区域为罗塞塔号着陆点,范围700*500米。右侧红色圆圈区域为德尔·埃尔·麦迪纳天坑,直径约130米。

图:黄色椭圆区域为罗塞塔号着陆点,范围700*500米。右侧红色圆圈区域为德尔·埃尔·麦迪纳天坑,直径约130米。

腾讯太空讯(桂林)北京时间9月30日晚19时19分,欧空局(ESA)宣布罗塞塔号探测器已于北京时间18时39分成功着陆67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星,着陆点靠近一个名为“德尔·埃尔·麦迪纳”(Deir el-Medina)的深邃天坑附近,位于哑铃状的67P彗星较小一侧。

北京时间9月30日9时20分,罗塞塔拍摄的67P彗星表面的群山,飞行高度16千米。

图:北京时间9月30日9时20分,罗塞塔拍摄的67P彗星表面的群山,飞行高度16千米。

北京时间9月30日下午14点53分,罗塞塔号拍摄的67P彗星表面纹理特征对比照片,拍摄高度8.9公里。

图:北京时间9月30日下午14点53分,罗塞塔号拍摄的67P彗星表面纹理特征对比照片,拍摄高度8.9公里。

罗塞塔号着陆前不到两小时拍摄的67P彗星惊人表面,拍摄高度5.8公里。

图:罗塞塔号着陆前不到两小时拍摄的67P彗星惊人表面,拍摄高度5.8公里。

北京时间9月30日凌晨5时左右,罗塞塔号开始机动向彗星接近,轨道高度19公里,并拍摄彗星表面照片发回地球。16时37分,位于德国达姆施塔特的欧空局控制中心向罗塞塔号发送最后指令,微调探测器朝向。

在着陆最后阶段,罗塞塔号相对67P彗星的下降速度降至0.9米/秒,也就是时速3.2千米/时,接近人类步行速度,但即使这样的速度也是罗塞塔号无法承受的,毕竟它的设计并不适用于着陆。撞击过程可能会造成罗塞塔号轻微反弹与再次跌落,扭曲其两翼14米长的太阳能帆板,损坏仪器设备,但不会再被反弹回轨道上。罗塞塔号机载系统也在着陆时被关闭,不会再运行。

罗塞塔号向地球传回的最后一张照片,当时飞行高度只有51米,能够看清彗星表面的小石块。

图:罗塞塔号向地球传回的最后一张照片,当时飞行高度只有51米,能够看清彗星表面的小石块。

罗塞塔号撞击67P彗星后长眠在这颗4公里大小的彗星上,与菲莱完成了团聚。在着陆前最后时刻,罗塞塔号持续向地面发回67P彗星的探测数据,并传回了数张高分辨率图像。

19时19分,当罗塞塔号发回的信号消失时,控制中心只有微弱欢呼与简单握手祝贺,大家庆祝任务的终结,也对罗塞塔号的离去依依不舍。从上世纪90年代提出探测计划至今,一些在现场的科学家已在罗塞塔号项目上花费了三十年的心血。

欧空局任务经理帕特里克·马丁(Patrick Martin)说:“我终于可以宣布罗塞塔号向67P彗星的历史性着陆取得圆满成功。告别罗塞塔,它已经非常出色地完成了所有科学工作。”

罗塞塔号抵达67P彗星两年来所得到的科学数据,足够科学家忙碌数十年。

罗塞塔号和67P彗星正朝着木星方向前进,距离太阳越来越遥远,太阳能电池板提供的电力越来越少。

图:罗塞塔号和67P彗星正朝着木星方向前进,距离太阳越来越遥远,太阳能电池板提供的电力越来越少。

罗塞塔号为什么要结束任务?

自去年8月飞过近日点后,67P彗星正逐渐远离太阳。67P彗星近日点为1.24个天文单位,而远日点则达到5.68个天文单位,轨道周期6.45年。随着离太阳越来越远,罗塞塔号的太阳能电池阵列发电能力显著降低,未来将无法继续维持探测器和科学仪器的运转。

因此在失去电力前,让罗塞塔号着陆,近距离获取67P彗星表面各种科学数据是个不错的选择。

欧空局项目科学家马特·泰勒(Matt Taylor)称,即使让罗塞塔号进入休眠状态,也无法保证在67P彗星重新回归近日点时,它能够再苏醒过来。

罗塞塔号着陆前,在距离彗星表面1.2千米处拍摄的天坑内部。

图:罗塞塔号着陆前,在距离彗星表面1.2千米处拍摄的天坑内部。

最后任务聚焦彗星天坑

这次着陆也是罗塞塔号最后一次低空飞掠探测67P彗星表面,科学家希望罗塞塔号在最后着陆时刻能够拍摄到着陆点“马特地区”(Ma’at region)附近天坑的内部结构,该地区拥有数个直径超100米,深约50至60米的大型天坑,这些天坑内部可能隐藏有67P彗星诞生初期的秘密。

在67P彗星接近太阳时,这些天坑会变得活跃,向外喷射出尘埃与气体。此前科学家发现这些天坑的坑壁上有很多宽约1米的疙瘩状有趣结构,并认为这些结构早在太阳系早期67P彗星形成之初就已存在。

马特地区一个直径约130米,被非正式命名为“德尔·埃尔·麦迪纳”(Deir el-Medina)的天坑是罗塞塔着陆前重点拍摄的目标,可获取该天坑在内附近地区极高分辨率的图像。此外,罗塞塔号下降最后阶段近距离获取的彗星表面气体与尘埃、离子数据是之前无法得到的。

罗塞塔号12年太空任务期间,一共拍摄了11.6万张照片。

图:罗塞塔号12年太空任务期间,一共拍摄了11.6万张照片。

十二年太空任务回顾

罗塞塔号探测器耗资16亿美元,于2004年3月2日升空,是欧空局主导、美国宇航局参与的彗星探测任务。

彗星形成于太阳系诞生之时,被称为“时间胶囊”,保留有太阳系早期遗留下来的最初物质。科学家将其以古埃及罗塞塔石碑的名字命名,希望它能帮助解开太阳系起源与演化,以及彗星在行星形成过程中所扮演的角色等诸多谜团。而着陆器“菲莱”以发现罗塞塔石碑的尼罗河小岛--菲莱命名。

罗塞塔号是首颗长期近距离跟踪观测彗星的探测器,重约3吨,携带了12种科学仪器。美国宇航局为罗塞塔号提供了微波设备MIRO,离子和电子传感器IES,双聚焦质谱计DFMS,离子和中性分析光谱仪ROSINA。同时,NASA还为欧空局对罗塞塔号的通信提供深空网络支持。

罗塞塔号升空后三次飞掠地球,一次飞掠火星才正式航向67P彗星,这样做是为了借助地球与火星的引力,加快探测器飞行速度,节省燃料和飞行时间。

此外,罗塞塔在飞行途中还顺路拜访了两颗小行星。2008年9月,罗塞塔号以不到800公里的距离飞掠了“2867号”小行星,该小行星直径约5公里。2010年7月,罗塞塔号以3000公里的距离飞掠过小行星“司琴星”,直径约100公里。

罗塞塔号于2014年8月6日抵达探测目标:67P/楚留莫夫-格拉希门克彗星,伴随该彗星绕太阳飞行,并在同年11月12日释放“菲莱”号实施着陆。“菲莱”在着陆后获取了首张拍摄自彗星表面的照片,并在随后几天持续发回有价值的科学数据。但因携带的着陆装置未能发挥作用,菲莱在登陆后不久失踪。

2015年6月至7月,67P彗星接近近日点时,“菲莱”曾短暂苏醒并与罗塞塔号进行了短时间通信。直到2016年9月初,罗塞塔号结束任务前一个月,地面工作人员才在罗塞塔号新近拍摄的67P彗星近距离高分辨率照片中找到“菲莱”。

图:这张照片由罗塞塔号OSIRIS广角相机拍摄于2016年9月29日,距离67P彗星表面约23公里。

67P彗星百科与新发现

67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星是一颗轨道周期6.45年,自转周期12.4小时的小型彗星,直径约4公里。该彗星由苏联天文学家克利姆·伊万诺维奇·丘留莫夫与斯维特拉娜·伊万诺夫娜·格拉西缅科发现,也是有史以来第一个有人造探测器降落在彗核上的彗星。

67P彗星中间凹陷,两头一大一小酷似“大黄鸭”。科学家利用计算机模拟认为该彗星是由两颗独立形成的小型彗星,低速碰撞缓慢合并形成的。罗塞塔号的探测结果表明该彗星喷射出的水汽中氘(氢同位素,原子核多一个中子)含量比地球水体更高,这与1980年代欧空局乔托号探测哈雷彗星的结果相符,这让地球上的水来自彗星的推论存疑。

此外,罗塞塔号在67P彗星周围发现了氮分子与大量氧分子,并探测到甘氨酸(组成蛋白质的氨基酸中的一种)、甲胺、乙胺等许多有机分子以及磷(构成DNA和细胞膜的关键化学元素),它们从太阳系诞生初期就被保存在67P彗核中,证实彗星在送递生命起源分子过程中起了关键作用。罗塞塔号还证实67P彗星没有磁场。

原标题:十二年太空探索落幕 罗塞塔号长眠67P彗星

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