太空追逐10年!飛船在數億公里外的天體處,看到了另一種風景

太空探索如今也不再是一兩個國家的事情,這一次我們把目光轉移到 歐洲航天局(ESA),ESA的飛船所經歷的或許是其他飛船從來沒有過的,難道它有什麼不同嗎?

歐洲航天局標識

ESA的 羅塞塔號經過 10年的追逐,最終才抵達目標,在這里它看到了另一種風景。通過羅塞塔號傳遞回來的信息,人們深刻地認識到星際空間中的無限可能。

為什麼ESA會選擇一顆彗星作為研究對象?羅塞塔號經歷了哪些過程?如今羅塞塔號如何了?羅塞塔號又給科學家們提供了哪些研究?本文將從ESA的羅塞塔號和星際空間探索這兩個方面來解答這些問題,接下來一起看看飛船經過10年間數億公里的追逐,在彗星上面看到的風景又是怎樣的?

羅塞塔號的數字化模型

彗星勘查任務

哈雷彗星在1986年重新掠過地球后,不少空間探測組織都紛紛派出自家的探測器進行探索,其中最知名的組織之一便是ESA。但很明顯,彗星經過地球只有那麼一剎那,想要進一步研究彗星,就必須專人跟隨。

到了 1993年11月ESA批準了羅塞塔任務,并將其設立為一個長期的空間科學計劃,主要任務目標是與彗星46-P維塔寧。不過這個任務后來被擱置, ESA重新為其設立了一個目標,67P-楚留莫夫-格拉希門克彗星。

在經歷兩次發射問題之后,ESA終于在 2004年3月將羅塞塔號從法屬圭亞那航天中心發射出去。經過10年的追逐,羅塞塔號首次靠近到67P彗星,這時它的大致形狀才真正顯露出來。

這里距離地球至少有 2~5億公里彗星在漆黑的星際空間中毫不起眼,如果不是近距離觀察,人們很難注意到這顆彗星。 羅塞塔離彗星不足100公里時,科學家們看到了這個像土豆塊一般的彗星

樣貌怪異的「太空土豆」

隨著會合點越來越近,人們不禁為羅塞塔號捏了把汗,這是整個飛行計劃最重要的一步,能否獲取關鍵數據就看這步了。ESA當初決定把羅塞塔號著陸在彗星表面,但這對探測器來講難度十分大。

ESA的工作人員甚至開玩笑說到,要是著陸失敗了,那大家就得下崗了。為了完成著陸,羅塞塔需要選擇一個比足球場還要大的地方。最終在任務負責人詹森的決定下,羅塞塔號選擇了相對較為合適的地方進行著陸,整體來講并不算好。

ESA的工程設計來看,羅塞塔號上面攜帶著 菲萊著陸器,著陸器系統中有一個 魚叉系統這能讓探測器緊緊地抓住彗星。結果在任務執行中,菲萊著陸器在進行著陸時沒有及時打開魚叉系統,這就導致著陸器像彈簧一樣跳了起來,整個任務差點失敗。

插畫師給將菲萊著陸器以漫畫形式展現

經過兩次著陸嘗試, 最終探測器成功完成了著陸,并在67-P彗星上拍下了第一張照片。這時探測器還有54小時的電量能夠支撐工作,科學家們必須在有限的時間里做出盡可能多的探測。

菲萊著陸器的構造

來自遠方的天體

在星際空間中,ESA借由羅塞塔號觀察到了彗星的真實面貌,同時還以不一樣的角度重新認識到了遠離太陽會是什麼樣子。漆黑、寒冷、一望無際的邊界,從羅塞塔號傳回來的照片中,我們能夠看到不一樣的景色。

對ESA來講,這樣獨具風格的景色確實不多見,但更重要的是完成相關的任務考察,盡管羅塞塔號在兩天之后因彗星逐漸遠離太陽,因此太陽能電池無法再重新功能。而相關的研究卻給了科學家大量的數據,這在未來能夠提供許多新的研究。

67P彗星上面大概就是這樣子

67P彗星從圖像上來看就像一大塊整合的土豆,當然也有人說它像一只橡皮鴨漂浮在太空中。直到 2015年科學家通過數據分析才明白這顆彗星實際上是一顆雙星彗星。也就是說它是由兩顆彗星經過輕微碰撞,最后逐漸融合在一起,科學家推測這大概發生在40億年前。

同樣關于彗星的地形研究,此前在高清圖像數據未傳回之前,人們并不知道彗星的地理環境有多復雜,大部分人都認為彗星不過是一顆大型的太空巖石罷了。

但實際上 67P彗星有著復雜多變的地形,除了那些細小的裂縫和漆黑的坑洞外,在它上面也存在懸崖和峽谷。并且不同地區的地質狀態也不一樣,有的像沙地,有的像硬化后的瀝青。

當我們在觀察這顆彗星圖片時,細心的人會發現彗星上似乎飄散著什麼東西,那些白色的光條究竟是什麼?事實上那是彗星受太陽風影響蒸發出去的水分還有各種氣體。菲萊著陸器在傳感器中還檢測到了硫化氫、氨以及氰化氫。

彗星的地形結構較為復雜

另外在相關的 有機物探測中,彗星上面還存在 氨基酸甘氨酸和磷,對于生命來講這是不可缺少的關鍵成分,它們可以組成DNA和細胞膜。這些氨鹽和脂肪族有機化合物給科學家們帶來了大膽地想象,或許生命真的有可能來自外太空。

不過進一步的分析表明,彗星或許與地球水分外來說沒有關系,在以往的科學探索中,一部分人認為地球上的水分或許是彗星早期撞擊地球得來的。但 科學家在分析完67P彗星后表示,該彗星上面確實存在水,但它的化學特征與地球上的完全不同。

由多張照片組合而成的彗星動圖

就ESA的任務執行成果來看,此次彗星著陸任務相當成功,盡管中間有點小問題,但這是ESA首次完成彗星著陸。

任務起源

整個任務計劃前前后后在ESA經歷了30年,早年ESA和NASA是有相關的任務合作。但是挑戰者號飛船爆炸給NASA留下了陰影,這也直接導致NASA退出了樣本返回任務,于是彗星相關計劃就全部落在ESA手里。

想要完成彗星著陸并不簡單,要知道彗星的軌道不比行星,它們有著更為多變的軌道,并且還可能有許多未知因素。空間探測器必須在正確的地點、正確的時間和正確的速度上與67P彗星會合。

美國的退出還給ESA帶來了不小壓力,其中最主要的則是動力需求。此前歐洲航天器的設計很多都需要美國的核電池技術,例如航海者號和卡西尼號,所以ESA后來才決定采用太陽能電池和俄羅斯的推進器。

為了保證飛船有足夠的動力,并恰到好處的著陸在67P彗星上,科學家們給羅塞塔號設計了一個環形跑道路線。從地球出發,兩次經過地球和火星,并在另一個彗星邊上擦過,完美利用 引力彈弓效應給探測器提供動力。

羅塞塔的飛行計劃

此后的任務過程大家基本也都知道了,10年追逐是人類最向往的宇宙深空。在這里,人類重新認識到宇宙中那些不起眼的彗星。ESA的探測經驗可以說是人類絕無僅有的,以前人類總是熱衷于去行星上面尋找秘密,如今我們也知道在彗星上同樣也存在多種可能。

即便是在羅塞塔號完成任務后的8年,歐洲科學家仍在致力于研究小行星和彗星之間的問題,而相關的數據仍在分析中,最后ESA的整個任務也被寫進在歷史中。望向夜空,那些閃爍的星星正是過去傳遞給未來的信號,彗星也同樣不例外。


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