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十二年太空探索落幕 罗塞塔号长眠67P彗星

我要评论来源:平顶山新闻网 2019/11/7 19:18:42 

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。

  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。十二年太空探索落幕罗塞塔号长眠 67P 彗星

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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。

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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。来源:ESA

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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。来源:ESA

  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。

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卡通版:着陆在 67P 彗星表面的罗塞塔,远处是菲莱。

  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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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2015 年 8 月,67P 彗星经过近日点附近时,表面物质各种喷发。来源:ESA

  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。

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菲莱号着陆器位于 67P 上的位置。

  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”。

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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。来源:ESA

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这是较早时候,67P 彗星的发现者之一,斯维特拉娜·伊万诺夫娜·格拉西缅科像对自己孩子一样捧着 67P 彗星模型接受拍照。对天文学家来说,自己发现的彗星在有生之年能有探测器拜访,并传回它近距离的照片,实在是很幸福。

  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。


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