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2005年7月4日,美国“深度撞击”探测器仅用短短6个多月时间便飞抵坦普尔1号彗星并释放撞击舱一头撞进其“心脏”,这便让人们想到欧洲空间局早在2004年3月2日发射的彗星探测器“罗塞塔”,需经10年时间长途跋涉方进入楚留莫夫-格拉西门克彗星轨道并向该彗星“着陆”。同为彗星探测,欧美各 持什么理念,思路有何差异,其高端技术又有哪些不同?本报邀请中国空间技术研究院研究员庞之浩对此发表见解。
“在美国航天界从事科学研究的科学家奉行的理念是:撞击是一种文化。实际上,支撑这种文化的是一种创新精神,故与欧洲彗星探测器‘罗塞塔’相比,美国‘深度撞击’探测器,其效力更高一些、经验积淀更厚一些,亦显得更加智慧……”中国空间技术研究院研究员庞之浩如是说。
庞之浩介绍说,尤其是近年来,美国航天界一直追寻“更快、更省、更好”的方针,选择坦普尔1号彗星撞击,亦主要基于如下3点考虑:第一,该彗星距离地球比较近,飞船抵达彗核的时间只需半年;第二,该彗星的状态适宜此次研究目的,它并非新近进入太阳系的活动型彗星,不会连续地向外喷发气体,比较容易看清彗核外部特征且有利于研究彗核内部结构;第三,人类对其轨道特征、自转特征等运动状态了解得比较清楚,因而以往发射的太空探测器诸如探测土星的“伽利略”号、探测木星的“卡西尼”号等均耗资十几亿、几十亿美元,而此次“深度撞击”号仅价值3.33亿美元。而且,美国航天界更加注重公众的参与性,例如,刻有62万名天文爱好者姓名的光碟随“深度撞击”号“存放”于坦普尔1号彗星;观测“深度撞击”上演太空“焰火”,凭借业务天文爱好者使用的望远镜即可。
庞之浩说,在高端技术上,美国“深度撞击”号的突出成就有两条:其一,“深度撞击”是迄今人类第一次有意撞击行星;其二,探测器的轨道设计与轨道测量如此精确,以至于飞船行走半年、在距彗核90万千米处释放撞击舱撞击直径不足6000米的彗核,误差竟不足1米,这不能不说探测器之优良。庞之浩说,“深度撞击”的关键技术采用的是精确制导原理,这使其撞击舱能够自动追踪预期目标并且速度高、距离远、误差小;而在深空首次使用的轨道器则具有极高的分辨率——中分辨率者可拍摄10米以内图像,高分辨率者可拍摄2米以内图像,目前,大量图片与数据已传回地球有待深入研究。
庞之浩说,“深度撞击”这一人类壮举有可能解答天文学与自然界中的许多问题,包括彗星与太阳系的形成、地球生命的起源,以及避免小行星撞击地球灾难等。他说这是因为彗星物质95%以上集于彗核,彗星一向被认为是太阳系最古老、最原始的天体,可以说是太阳系的活化石,其物质构成与太阳系形成前的星云类似,而且形成地球生命的原始物质也被认为可能是在彗星撞击地球时带入地球,对它进行研究将有助于人类揭开彗星与太阳系形成之谜、认识地球上生命起源的奥秘。
庞之浩说,2004年12月23日,美国科学家曾表示地球在20多年后有可能面临一场危机,一颗叫做“2004MN4”的小行星将撞击地球。根据计算,小行星撞击地球的时间可能会在2029年4月13日。“深度撞击”所赋予的重要任务之一,就是研究如何使彗星和流星改变方向,为防止地球可能遭遇小天体撞击的危险尽可能积累一些研究数据,以便将来“转守为攻”。
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