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2014年8月6日,经过10年飞行,欧洲罗塞塔飞船抵达67P彗星,这是人类第一颗围绕一颗彗星运行的探测器。
“罗塞塔”探测器向彗星表面释放“菲莱”着陆器
来源:ESA
之前三天都是美国的探测器,分别飞向火星,水星和木星。今天,提一下欧洲科学家开展的一次伟大任务,这次任务很多人一定还记忆犹新,那就是“罗塞塔”(Rosetta)探测器,它飞向一颗彗星“67P/楚留莫夫-格拉希门克”(67P/Churyumov-Gerasimenko)。当然今天还是美国好奇号火星车着陆火星6周年的日子,但限于篇幅,这里便不再赘述了。
2004年发射升空之后,罗塞塔飞船经历10年的漫漫太空飞行,最终于2014年8月6日抵达它的目的地。在成功进入彗星轨道,从而成为人类历史上首个彗星轨道器之后,罗塞塔飞船还向彗星表面释放了“菲莱”着陆器。尽管这个小小的着陆器在降落的过程中出现了一些意外,但罗塞塔飞船本身状态良好,它围绕彗星工作了整整两年时间,收集了大量有用的科学数据。
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2014年8月6日,罗塞塔探测器抵达67P彗星时的入轨示意图
来源:ESA
罗塞塔探测器外观
来源:ESA
罗塞塔是人类第一颗彗星轨道器,意思是它进入了彗星的轨道进行绕飞探测,考虑到彗星质量很小,且存在喷流等危险和不确定因素,这在技术上是存在相当大难度的。
在长达两年的工作任务期间,罗塞塔飞船对67P彗星的彗核结构,表面环境以及随着距离太阳由远到近,彗星发生的变化等情况进行了近距离观察。
“罗塞塔”这个名字是以古埃及的“罗塞塔石碑”的名字命名的,这块石碑曾经帮助科学家们破译了古埃及象形文字的奥秘。而“罗塞塔”飞船携带的着陆器“菲莱”的名字则是以一块发挥了相似作用的,在尼罗河中一座小岛上发现的方尖碑的名字命名的。由此,欧洲科学家们对这两个探测器的期待不言而喻:他们希望这两个小小的探测器将同样帮助人类更加了解彗星,甚至进而帮助我们一窥太阳系,地球,甚至生命的奥秘。
罗塞塔飞船拍摄的67P 彗星彗核图像
来源:ESA
罗塞塔石碑
来源:ESA
罗塞塔飞船于2004年3月2日,由一枚“阿丽亚娜”5型火箭从位于南美洲北部法属圭亚那境内的库鲁航天中心发射升空,这是欧洲最重要的航天发射中心。在升空之后,为了达到与67P彗星交会的速度,罗塞塔飞船进行了4次行星引力弹弓借力飞行,一次飞掠火星,3次飞掠地球。
2005年3月4日,在从地球升空1年之后,“罗塞塔”飞船再次返回地球附近,利用地球引力场进行加速;
罗塞塔探测器从库鲁航天中心发射升空
来源:ESA
67P彗星的喷流
来源:ESA
2007年2月25日,“罗塞塔”飞船飞掠火星附近。这次飞掠非常惊险,因为计算显示其飞过火星时,距离火星地表仅有250公里多,差一点就可能撞上去。另外,在飞越火星时刚好要穿过火星背后的阴影区,这段时间内“罗塞塔”飞船将是无法得到阳光照射,无法产生电力的,因此这段时间(大约15分钟)“罗塞塔”飞船必须使用自己的内部电池维持供电。
为了确保万无一失,减少电量消耗,在此前飞船被提前调至待机模式,但也导致其无法与地球保持通讯联系。欧洲科学家们把这次冒险飞掠火星的行动称作“价值十亿欧元的豪赌”(The Billion Euro Gamble)。好在他们赌赢了,飞船顺利通过并如愿获得加速,甚至还借此机会拍摄了一些火星的高清图像。
搭载“菲莱”的罗塞塔飞船
来源:ESA
随后,“罗塞塔”飞船又分别在2007年11月13日,以及2009年11月12日飞过地球附近。有趣的是,在2007年11月份的那次飞掠期间,“罗塞塔”飞船竟然无意间充当了一回对地球太空监视与防御系统的“考核员”。
这是怎么回事呢?情况是这样的:随着“罗塞塔”飞船逐渐接近地球,2007年11月7日夜间,美国负责太空监视的“卡特里娜巡天系统”锁定了一个可疑目标,怀疑是近地小行星,并给出临时编号2007 VN84,计算显示这个目标正在高速接近地球,甚至存在撞击地球的可能。好在很快天文学家便意识到这个目标的轨道与罗塞塔飞船的轨道参数相吻合,于是将其从疑似目标中剔除。
“卡特里娜巡天系统”
来源:ESA
2867号小行星斯特恩斯,罗塞塔飞船在飞往67P彗星的途中拍摄
来源:ESA
罗塞塔飞船拍摄的火星图像
来源:ESA
“67P/楚留莫夫-格拉希门克”彗星最早是在1969年由两位乌克兰的天文学家克里姆·楚留莫夫以及思凡特拉纳·格拉希门克发现的。
由于名字太长,有时候我们会把这个彗星叫做“C-G彗星”,或者直接用它的编号,叫它“67P”彗星。这是一颗短周期彗星,围绕太阳公转一周只需要6.5年,轨道距离太阳最远处在木星轨道附近,最近处在地球轨道附近。由于包括67P彗星在内的这类彗星的轨道受到木星引力的强烈影响,因此这类彗星被称作“木星族彗星”。
67P彗星彗核喷流
来源:ESA
这类彗星被认为起源于海王星轨道外侧的柯伊伯带,这里的大量冰冻小天体偶尔会发生碰撞,并导致其中一部分小天体被踢出该区域并进入内太阳系。在它们向着内太阳系运行的过程中偶尔会受到木星强大引力的摄动,并改变运行轨道。
大部分时间里,67P彗星都非常暗淡,在地球上透过望远镜很难被观察到。在此之前,地面望远镜对于67P彗星一共只观察到过7次,分别是在1969, 1976, 1982, 1989, 1996, 2002 和2009年。除此之外,哈勃空间望远镜也在2003年拍摄到这颗彗星,这次观测让科学家们得以估算其彗核直径约为3x5公里。
67P彗星彗核的自转,可以看到随着距离逐渐接近,目标越来越清楚
来源:ESA
罗塞塔飞船在2015年8月份,67P彗星抵达近日点期间伴随这颗彗星进行考察,并继续伴随彗星逐渐远离太阳,一路上观察其各种变化。但随着与太阳之间的距离越来越远,罗塞塔飞船能够接收到的太阳光越来越少,最终在2016年9月30日在地面控制下进行了主动坠毁,结束了它的彗星之旅。
在罗塞塔任务之前,人类对于彗星最长只进行过数小时的近距离观察,而罗塞塔飞船让我们第一次得以进行长时间的抵近观察,对于彗星研究意义重大。
最后,请欣赏欧洲空间局在罗塞塔任务期间推出的宣传片《雄心》:
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