重庆晚报：今日人类“炮轰”彗星(图)

http://www.sina.com.cn 2005年07月04日 13:32 重庆晚报

撞击彗星模拟示意图
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科技时代_重庆晚报：今日人类“炮轰”彗星(图)

撞击彗星模拟示意图
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　　美国东部时间7月4日凌晨1时52分(北京时间今日13时52分)，人类有史以来第一次撞击彗星的一幕将上演。美国的“深度撞击”号彗星探测器将以大约每小时3.6万公里的速度实现人类历史上第一次对彗星的“大碰撞”。

　　科幻成真

　　“弥赛亚”号的船员们望着太空中美丽的蔚蓝色星球，毅然发动飞船向彗星撞去，用最后的四颗核弹与它同归于尽。就在进入大气层前，彗星被炸得粉碎。碎片化作无数金色流星划过天空，就像美丽的精灵保护着人类家园。这是1998年好莱坞科幻灾难影片“DeepImpact”(中文译名《彗星撞地球》)中的感人一幕。由于“深度撞击(DeepImpact)”宇宙探测器与这部电影同名，场景也“似曾相识”，于是7月4日的“亲密接触”难免让人浮想联翩。科学家认为，在彗星上撞开一个缺口是目前最实际的研究彗星方式，也将为人类飞行器探索太阳系探索新的方法。

　　此次撞击的对象——坦普尔一号彗星在1867年法国马赛被天文学家坦普尔发现，它每5年半环绕太阳飞行一圈。坦普尔一号长径14公里、短径4.8公里，彗核被直径8万公里的彗发包围。科学家们之所以选择坦普尔一号，是因为该彗星有代表性，适合对所有彗星的研究；坦普尔一号的轨迹位置会经过火星和木星，相对合适作为被普通飞行器撞击的“靶子”；而且这个撞击地点也适合从地球上进行观测。

　　追星之旅

　　经过耗时6个月、里程4.31亿公里的太空飞行后，“深度撞击”探测器“拦截”到正远离地球的坦普尔一号。1996年，3位美国科学家向美国宇航局提出揭开彗星内部秘密的撞击计划，该计划于1999年11月1日启动。

　　整个“深度撞击”宇宙探测器耗资3.33亿美元，其中的母船约12米长、380公斤重，大小约等于一辆福特开拓者汽车。用于撞击的撞击舱看起来像一只铜制啤酒桶，由49%的铜和24%的铝制成，是一个边长约99厘米的立方体。它上面布满铜钉，还携带一台叫“撞击者目标遥感器”的高精度星体跟踪器，用于在撞击舱飞向彗星过程中导航，保证它撞击在预定的地点。

　　2005年1月12日，美国佛罗里达州卡纳维拉尔角航空站，“深度撞击”号宇宙探测器搭乘“德尔塔II”型火箭成功进入太空。升空35分钟后，探测舱脱离火箭，进入预定轨道，开始了自己的“追星”之旅。

　　经过耗时6个月，里程4.31亿公里的太空飞行后，“深度撞击”探测器“追上”了坦普尔一号彗星。探测器的航行轨道在经过精确计算后与彗星交叉，“拦截”到正远离地球的坦普尔一号。

　　惊天一击

　　整个撞击过程就像是“一颗子弹驮着的另一颗子弹，要在正确的时间、地点去击中第三颗子弹”。按照事先设定的程序，当日凌晨2时7分(北京时间3日14时7分)，“深度撞击”号彗星探测器的母船成功释放出撞击器。

　　今天，“深度撞击”号将以约3.6万公里的时速撞入彗核。为了确保撞击的精确性，科学家们对“深度撞击”号进行了反复的测试和核查，飞行计划还曾两度延迟。

　　科学家说，整个撞击过程就像是“一颗子弹驮着的另一颗子弹，要在正确的时间、地点去击中第三颗子弹”。按照计划，“深度撞击”号的铜质撞击舱将提前24小时与母船分离，穿越坦普尔一号的彗尾、彗发，在美国东部时间7月4日凌晨1时52分、以每小时3.6万公里的速度撞击“坦普尔一号”。

　　彗星的彗核。在撞击前2秒钟，撞击舱完成使命前会将图像和数据最后一次发回宇宙探测器。撞击后，“深度撞击”母船也将在距彗星500公里处拍摄撞击的细节。在爆炸的碎片击中自己之前，母船有15分钟的时间拍摄爆炸的全过程，此时它也将进入“装甲”状态，抵御来自彗星的碎片，科学家将几乎在同时收到即时发回的图片和数据。

　　由于在“追击”一个急速飞行的彗星，撞击舱也有可能错过目标。但由于撞击舱自身也带有导航系统，研制它的科学家认为，“打偏”的几率低于1%。而如果“深度撞击”没有按预期计划击中坦普尔一号彗星的话，它还将继续飞行，去探测另外6个替代彗星。

　　撞击后的六种可能

　　对于“深度撞击”这一史无前例的实验，有关专家对读者关心的问题进行了解答。

　　撞击成功后会怎样

　　美国宇航局专家称，“深度撞击”成功后，大概会出现6种可能：

　　(1)按预定推算，在彗核上形成一个足球场那么大的撞击坑，75%的抛射物质降落到彗星表面。这种情况说明彗核是由疏松的、原始的、未受影响的物质组成。

　　(2)如果彗核是由固态的冰物质构成，撞击后会形成一个普通房间大小的弹坑，50%的抛射物质降落到彗星表面。这种情况说明彗核不是原始的、未受影响的物质组成，彗星在撞击下能很好地保持在一起。

　　(3)撞击坑直径比预期的更小，坑很深，但产生一个很小的抛射锥角，说明彗星物质太疏松。

　　(4)若彗核由一些与泡沙岩类似的坚硬多空的岩石组成，则碰撞只能把彗核物质进一步挤压紧密。

　　(5)假如彗核是由高密度的粉末状物质组成，撞击器可能会“穿星而过”。

　　(6)彗星在撞击后被冲碎瓦解。

　　不过，科学家们认为，“深度撞击”的最理想后果是，撞击器高速撞入彗核，引发剧烈爆炸，在彗星表面炸出足球场大小的巨坑。这样将形成焰火般壮观的景象。

　　不会威胁地球安全

　　美国宇航局专家说，不管是否实施“深度撞击”计划，坦普尔1号彗星都不会威胁地球。“深度撞击”不仅对坦普尔1号的运行轨道几乎没有影响，“撞”出的彗星碎片也绝不会飞向地球。

　　专家们说，这次撞击只能使该彗星自身的运行速度出现每秒0.0001毫米的改变，使得其近日点缩小大约10米，运行周期减少不超过1秒。从科学角度来看，这就好比让一只蚊子冲进一架波音767客机，完全不会影响到彗星本身的运行轨道。

　　专家们指出，即使坦普尔1号脆弱得“不堪一击”，其彗核被撞得四分五裂，由此形成的碎片仍将会停留在与彗星原先运行轨道类似的轨道上。外来天体只有在其轨道与地球运行轨道发生交叉时，才会对地球造成威胁。坦普尔1号的轨道从来就与地球的运行轨道毫不相干，该彗星在轨道最近点上与地球的距离最少也有7400万公里。

　　人类在宇宙中“转守为攻”

　　中科院紫金山天文台王思潮研究员王思潮称这次事件为人类“转守为攻，主动出击”的行为。这是人类主观能动性在宇宙中的充分体现。

　　而从科学层面看，在撞击过程中，撞击舱将携带照相机冲向彗核，拍下一幅幅精彩照片，并将观测到的宝贵图像和数据传回地球。不论其撞击结果如何，由于彗星含有太阳系最原始的物质，这些图像和数据在帮助人类首次揭开彗星内部秘密的同时，也会帮助揭开地球乃至整个太阳系的起源和宇宙生命起源之谜。而一直以来，科学界对于上述两个问题存在广泛的争议。另外，这些数据还为防止彗星撞击地球提供了宝贵资料。

　　从公众欣赏的层面看，这是人类第一次自己创造的美妙天象，观赏性非常高，机会难得。再者，不管这次深度撞击能否达到预期的目标，都将对各国空间研究产生震撼性的影响。

　　炮轰慧星·剧本

　　【导演】美国宇航局及其喷气推进实验室、马里兰大学等高校以及“鲍尔”航天科技公司等企业。

　　【主角一】 “深度撞击”彗星探测器，由两部分组成，一是飞行器，负责提供动力并携带有诸多科学仪器；二是用来轰击彗核表面的撞击器，体积相当于一台普通家用冰箱。

　　【主角二】坦普尔1号彗星，它由德国天文学家坦普尔于1867年发现并以他的名字而命名，这颗彗星在火星和木星之间、围绕太阳的椭圆轨道运行，彗核自转周期约42小时。

　　【剧情梗概】北京时间7月3日14时07分，“深度撞击”彗星撞击器从其搭载的母船探测器中被释放出来，并开始调整飞行姿态和速度，等待与坦普尔1号的约会。约24小时后，坦普尔1号彗星如约而至，两者将以约每秒10公里的速度“激情”相撞。

　　【时间】格林尼治时间7月4日凌晨5时52分(北京时间4日13时52分)。

　　【地点】距地球1.3亿公里的太空深处，室女座中最明亮的星体角宿一附近。

　　【投资及制作】耗资3.3亿美元。“深度撞击”计划自今年1月12日发射探测器开始，7月4日上演撞击一幕，约一个月后传回首批相关数据，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。

　　炮轰慧星·过程

　　在英勇“就义”之前，撞击器还将经历“生命”中的最后四个阶段：

　　压缩阶段

　　这是撞击的最初阶段，撞击舱在彗星表面先钻个小孔，释放出热量和运动能量，但是几乎没有碎片产生。

　　撞击阶段一

　　撞击的威力使得撞击舱彻底粉碎，残骸混着彗星碎片一起，喷射而出，其中还夹杂着蒸汽和尘埃，共同构成了一股风暴，“焰火表演”开始。

　　撞击阶段二

　　尘埃向外喷发并逐渐散落，喷射出的物质在弹坑周围铺开，形成一块薄毯。弹坑大小固定下来，形成特征性的边缘。

　　坑形调整阶段

　　这是撞击的收尾阶段，弹坑壁上松动的物质向下滑落，在坑底的中心区域形成一个小山坡。