人类今天“炮轰”彗星

仟與仟尋

发射宇宙飞船“炮轰”彗星，人类首次“转守为攻”主动接触彗星，撞击将产生焰火般的绚丽景象。(美国太空总署制作的效果图)

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2005年1月，科学家仔细检查宇宙飞船，以确保6个月后按计划撞上彗星

[ 本帖最后由 仟與仟尋 于 2005-7-4 14:39 编辑 ]

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写有中国人名字的“纪念证书”

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　　一次史无前例的试验


　　刺探彗星期望揭开太阳系形成之谜


　　一个激动人心的时刻


　　距离地球1.32亿公里外的大冲撞


　　一场万众瞩目的焰火


　　绚丽的太空烟花耗资3亿美元


　　对于地球人来说，“飞船撞彗星”只是美国科幻大片里的内容，然而今天人们可以用望远镜或者肉眼在天空中实实在在地看到这一奇观。7月4日，天宇将上演首次人造天象———“炮轰”彗星，这将是一次史无前例的天文事件。


　　开演绚丽的“太空焰火”


　　2005年1月12日，美国“深度撞击”号宇宙飞船成功发射，这艘3.3亿美元的飞船将在飞越4.3亿千米以后，于7月3日发射一个撞击舱。如果顺利的话，这个370千克的巨型“炮弹”将以10.2千米每秒的宇宙速度猛烈撞击坦普尔一号彗星的彗核，其威力相当于4.5吨TNT烈性炸药的爆炸威力，有可能在彗核表面撞出一个20多米深，足球场那么大的环形大坑。这个铜制的撞击舱在瞬间被高温熔解蒸发将产生节日焰火般的绚丽景象，而撞击溅射出的大量彗星尘埃和气体将反射大量太阳光线，又将使坦普尔一号彗星熠熠生辉。


　　在撞击后掀起的彗星尘埃云将逐渐膨胀，坦普尔1号彗星亮度可能会从目前的10星等增亮到6星等，肉眼可见。在接下来的24小时里，如果天气允许，地球上的大部分地区有望看到这次撞击引发的“太空焰火”。美国西部的公众尤为幸运，他们不需要任何光学仪器仅用肉眼就可以观看这次撞击产生的“焰火”。


　　就像蚊子撞进波音767客机


　　撞击发生大约一天后，“深度撞击”号飞船将在安全距离上对彗星的各细节部位进行拍照，并研究被炸飞的彗核碎片等彗星物质。为了顺利实现这项工作，它上面还安装了各类望远镜、摄像机及光谱分析仪，它还会搜集灰尘与弹坑的可视和红外图像等详细资料，根据这些数据科学家可以确定“坦普尔1号”的物理特性。


　　届时，包括哈勃太空望远镜、斯皮策太空望远镜和钱德拉X射线太空望远镜在内的一系列地面和太空望远镜也将悉数上阵，对撞击彗星做全程监视记录，以防遗漏任何细节。


　　NASA的专家们称，本次撞击任务将在“坦普尔1号”彗星运转到距离地球最近(约1.32亿公里)时进行。撞击不会对地球上的任何生物造成损失。美国喷气推进实验室“深度撞击”探测计划科学家唐·约曼斯说：“从科学角度来看，‘深度撞击’计划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。”


　　刻有名字光盘永远留在太空


　　值得注意的是，撞击舱内还携带刻满全球56万天文爱好者名字及其自身讯息、大约像微型CD般的光盘，其中有上万名中国天文爱好者的名字。当撞击舱冲向彗星的时候，舱内这片刻满全球天文爱好者的名字的光盘，也将同时随之穿入彗星内部，永远留存在彗星上。


　　“深度撞击”计划对一般大众的特别之处在于它并非专属于科学家的太空任务，每一位对太空充满好奇的人都可以参与，尽管不是直接加入科学研究。只要登陆“深度撞击”网站写下自己的姓名，不过必须是英文的，否则系统将无法正确辨识，然后NASA 网站将会自动显示一张给参与者的专有“纪念证书”。在2003年5月到2004年1月期间，全球共有56万名天文爱好者登陆网站写下了自己的名字，其中包括上万名中国人。


　　美国太空总署希望通过这种象征性地将名字送至彗星的方式，以激起大众对宇宙和科学的注意、兴趣与参与感，也是这项活动的目的之一。

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红外线观测“坦普尔一号”彗星，表面覆盖冰层和岩石的彗星呈现红色(本版图片为美国太空总署制作的效果图)

[ 本帖最后由 仟與仟尋 于 2005-7-4 14:40 编辑 ]

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　　“坦普尔一号”彗星是在1867年被发现的，绕太阳运行一圈需5.5年。之所以选择“坦普尔一号”是有理由的：首先人类对它已有100多年的了解，比较熟悉它的轨道特征、自转特征等情况，而且目前它正处于中年时期，比较具有代表性；其次，它距离地球比较近，飞船到达它的彗核所需时间仅为半年。它不是新进入太阳系的活动型彗星，不会连续地向外喷发气体，比较容易看清楚彗核的外部特征，有利于研究彗核的内部结构。

[ 本帖最后由 仟與仟尋 于 2005-7-4 14:41 编辑 ]

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　　2005年1月13日，举世瞩目的“深度撞击”号彗星探测器在美国发射升空。这一价值3.3亿美元的彗星探测器，将在飞行4.31亿千米之后，于明日撞击名叫“坦普尔一号”彗星。与以往的太空计划不同，“深度撞击”不是被动等待和观察，而是人类第一次利用太阳系中的其他天体来做的一个大“实验”。

[ 本帖最后由 仟與仟尋 于 2005-7-4 14:41 编辑 ]

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　　今日，在轨道器接近“坦普尔一号”彗星前24小时发射“垃圾桶”大小的撞击舱。这个重达约372公斤的铜质撞击舱将穿越“坦普尔一号”的彗尾、彗发，以每小时4万公里的速度直接命中直径6公里的“坦普尔一号”彗星彗核。

[ 本帖最后由 仟與仟尋 于 2005-7-4 14:42 编辑 ]

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　　为什么撞击舱主要材料为铜？彗星看上去像是一个浓烟滚滚的火球，但实际上它是由冻结的水、岩石和气体物质凝聚成的，其成分不含有铜元素。因此，铜为主要材料的撞击器撞击彗星彗核后不会混淆彗星物质组成，科学家能够更容易地区别检测出彗星成分。

[ 本帖最后由 仟與仟尋 于 2005-7-4 14:42 编辑 ]

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　　虽然撞击器只有垃圾桶大小，但其产生的威力相当巨大，大约相当于4.5吨TNT炸弹爆炸，它能够在覆盖着冰层和岩石的彗星表面上撞出一个直径约100米，深约30~45米，横截面相当于一个足球场大小的“弹坑”，造成彗星内部物质溢出。即便是发生在距地球1.3亿公里的远层外太空，也能在地球上用望远镜观察到。

[ 本帖最后由 仟與仟尋 于 2005-7-4 14:43 编辑 ]

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撞击舱和彗星冲撞产生的威力相当于4．5吨的烈性炸药，这将使彗星在夜空中呈现超过平常40倍的亮度，在地球上就可以看到类似焰火的景观。

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　　由于撞击舱和彗星之间的相对运动速度很大，两者相撞时会产生巨大的爆炸力，铜制探测器被熔解蒸发，产生焰火般的绚丽景象。相撞时弹起的灰尘和彗核物质向宇宙空间喷撒而出，会反射大量太阳光线，使得彗星看起来更亮。

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　　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，直至“壮烈牺牲”前2秒钟。在“以身殉职”前，它已将图像和数据发回宇宙飞船。宇宙飞船自身也带有高分辨的相机和红外分光计等精密观测设备，在离彗星仅500公里的距离近距拍摄撞击时冲天而起的蘑菇云，记录撞击坑的大小、深度、形状和内部结构，分析从彗核内部喷射物质的成分，并将观测到的宝贵图像和数据传回地球。

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　　为庆祝美国国庆，美太空总署位于加州的喷射推进实验鼓励民众在当地时间7月4日凌晨仰望星空，寻找适当的角度，不要错过这项被称为“太空焰火”的奇景，NASA为此项彗星探测计划可是耗资了3亿美元。


　　实验室的彗星计划召集人芮克·葛莱梅尔说，两者经由冲撞所产生的威力相当于4.5吨的TNT烈性炸药，而这将使得一向阴暗的“坦普尔一号”在夜空中呈现超过平常40倍的亮度，让民众在仰望星空之际，可以看到类似庆典节日焰火施放时的火树银花景观。不过，葛莱梅尔指出，这一“太空焰火”只会出现在当时属于夜晚的西半球，至于东半球由于正是太阳照射的白日，所以无缘见到那最绚烂的一瞬间。


　　“炮轰”彗星时间虽然是北京时间7月4日13时52分，但“炮轰”后6个半小时彗星将开始进入我国夜空。7月份国内大部分地区天完全黑将近在20:00左右，也就是说中国的天文爱好者只能在撞击发生之后大约6个小时才能看到撞击所造成的结果———“炮轰”后喷射出的大量“暴风雪”和尘埃气体云团。


　　由于这是人类首次撞击彗星，尚无法确定撞击后的确切情形。科学家预测，撞击后将发生两种情况：一是彗星闪亮几分钟；二是彗星将持续亮两天。

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　　探测器解密


　　飞越器


　　外观：大小约等于一辆福特开拓者汽车


　　体重：约380千克


　　装置：


　　装有高性能的中央处理器和高稳定性的指示控制系统。一个固定的太阳帆板及小的镍氢电池、高增益天线、碎片防护装置、高分辨率成像仪和中分辨率成像仪，34米波长的X波段无线电与地球和撞击器保持通信。


　　本领：


　　1)传输数据。当撞击器撞上彗星的小段时间内，由于探测器记录数据急速增加，其信号将向地面各个重叠天线传输。探测器上的初始数据将立刻被传输至地面，随后的数据将在一个星期内传输完毕。2)观测记录撞击过程。在7月4日彗星被撞击的24小时前“深度撞击”释放撞击器。之后，飞越器将降低速度，改变航线，在距离彗星500千米以内观测撞击并记录过程。3)收集分析彗核样本。在撞击发生后，使用其光学成像和红外线频谱对撞击和彗星内部物质的碎片扫描，考察撞击后10多秒内彗核的变化，对撞击过程、撞击坑的形成及坑内部成像，获取彗核及撞击坑内部的能量谱，并存储、发送图像和能谱数据，还接收撞击器发回的数据，收集彗星内部物质样本，分析彗核结构和组成。


　　撞击器


　　外观：看上去像“垃圾桶”，与茶几大小相等。


　　体重：约370千克，主要由49%的铜和24%的铝制成。


　　装置：


　　一台叫“撞击者目标遥感器”的高精度星体跟踪器。实际上它是一个带孔径为12厘米望远镜的目标瞄准照相机，用于在撞击器飞向彗星过程中导航。25米/秒推进速度的肼推进系统，以推进必要的轨道修正和姿态控制。


　　本领：


　　1)提供照片。撞击器与飞越器脱离、在撞向彗星彗核的前2秒，撞击器利用其相机，在距离彗星大约20至300千米之间拍摄有史以来最清楚的彗核照片，照片的分辨率为0.5米/像素。2)撞击彗核，产生一个动能相当于4.5吨TNT炸药爆炸时的能量。

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模拟效果图： “深度撞击”彗星探测器释放出撞击舱。

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模拟效果图：撞击舱飞向“坦普尔一号”彗星。

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模拟效果图：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，直至“壮烈牺牲”前2秒钟。在“以身殉职”前，它已将图像和数据发回宇宙飞船。

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模拟效果图：撞击舱与“坦普尔一号”彗星相撞瞬间。

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模拟效果图：此次撞击时爆炸所产生的深坑很可能超过30米深，一个足球场那么大。

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模拟效果图：撞击瞬间被高温熔化蒸发的物质产生节日焰火般的绚丽景象，所溅射出的大量尘埃气体物质使坦普尔一号彗星熠熠生辉，并持续几天乃至几个星期之长。

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模拟效果图：“深度撞击”号飞船自身带有高分辨率的相机和红外分光计等精密观测设备，在离彗星仅500公里的安全距离近距拍摄撞击时冲天而起的蘑菇云，记录撞击坑的大小、深度、形状和内部结构，分析从彗核内部喷射物质的成分，并将观测到的宝贵图像和数据传回地球。