美探测器高速冲向彗星 今日上演“深度碰撞”

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/30 01:03:15
  人民网7月4日讯美国发射的“深度撞击”号飞船释放的探测器已于北京时间7月3日下午成功进入彗星坦普尔1号的轨道。这个茶几大小的探测器将在北京时间4日下午1时52分左右,以大约每小时3.67万公里的高速实现人类历史上第一次对彗星的“亲密对撞接触”。届时,撞击舱将携带高精密照相设备冲向彗核,在最近距离上捕捉彗星内核的图像。科学家宣称,本次试验中拍摄的图片可分辨出20厘米大小的物体。虽然撞击器会被撞得粉身碎骨,但其携带的电子设备将一直传送图像信息,直到“生命最后一刻”。与此同时,“慎独撞击”号在离彗星仅500公里的安全区域,使用自身携带的高分辨率相机和红外分光计等精密观测设备,拍摄撞击时产生的蘑菇云,记录撞击坑大小、深度、形状和内部结构,分析彗核内部物质成分,并及时将各类数据传回地球。

  “深度撞击”号在释放撞击舱后,开始降低速度,改变航线,以便能在距离彗星500千米以内的最佳地点观测和记录撞击过程。在撞击发生后,使用其光学成像和红外线频谱对彗星内部物质的碎片扫描,确定撞击发生后10多秒内彗核的变化。同时,飞船还要对撞击过程、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,并要接收撞击舱发回的数据,收集彗星内部物质样本,初步分析彗核结构和组成情况。由于飞船对撞机过程的最佳观测时间不会超过15分钟,为全面掌握本次人类历史上首次“自己创造”的美妙天象,科学界做好了充分准备。“哈勃”太空望远镜、“斯皮策”太空望远镜、“钱德拉”太空望远镜、欧洲的“牛顿”天文望远镜等会从各个波段观察。美国基特山天文台、欧洲南方天文台等也会在本次精彩绝伦的天文事件中一展身手。

  资料显示,“深度撞击”号成功释放的探测器重量约380千克,主要由49%的铜和24%的铝制成。它还配有高性能的中央处理器和高稳定的指示控制系统、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等精密设备。探测器将用34米波长的X波段无线电与地球和撞击舱保持通信。当撞击舱撞上彗星的极短时间内,探测器纪录的大量初始数据立刻开始向地面传输,如果一切顺利,全部观测到的数据将在一个星期内传输完毕。“深度撞击”探测器自从今年1月12日发射升空后,至今已飞行了4亿公里以上。它由两个部分组成:一是大小相当于一辆两厢轿车的“母船”;二是外部由铜合金加固的撞击器。由于碰撞发生前两小时,撞击舱会改为“自动驾驶”,因此一旦在最后关头发生“故障”,撞击工作将前功尽弃。

  研究人员推算,本次撞击彗核产生的动能相当于4.5吨TNT炸药爆炸时的能量。只要撞击器能以每小时3.7万公里的速度碰上坦普尔1号的彗核,将造成彗核表面冰雪、尘埃等四处飞溅,好比在太空中放出一个大“礼花”来庆祝美国国庆(7月4日)。不过,人们在地球上无法用肉眼看到这个距地球1.3亿公里以上的大“焰火”。据说,西半球某些地区在空气能见度好的情况下,人们可通过高倍望远镜领略撞击的某些风采。“深度撞击”是美宇航局探测太阳系“发现”计划中的一个项目。科学家设想,通过外力撞击坦普尔1号彗星的彗核,使其内部物质暴露出来供研究。根据彗星遭到撞击后飞溅出的喷出物范围和速度,科学家可以估算出彗核的密度和质量。科学家认为彗星平均密度低且体积不大,不大可能具有重金属核,因此决定利用“铜车”来完成撞击工作。

  专家表示,上述撞击彗星任务难度很高。坦普尔1号的彗核直径约6公里,预定的撞击区域直径只有400米,加上彗核不断自转,确保“命中目标”成为本次活动能否成功的关键。据悉,预定撞击点是彗星表面平坦、宽阔且地形较单纯的区域,以方便太空船抓紧时间观测。当“母船”经过彗星遭撞击后产生的碎片区时,虽可依靠自身“防护盾”来避免各类碎片撞击,但仍有可能难逃此劫。即使太空船侥幸“生还”,撞击区会因彗星自转而可能移出太空船最佳观测区域。据悉,“坦普尔1号”的远日点在木星轨道附近,近日点在火星轨道附近,撞击发生时,这颗彗星恰在靠近地球的近日点附近,因此看上去最亮。除方便地面望远镜观测撞击结果外,还能让地面控制人员顺利与太空船进行联系。此外,“坦普尔1号”彗星自转速度慢,人们观察撞击坑的时间较长。(高轶军)
来源:人民网人民网7月4日讯美国发射的“深度撞击”号飞船释放的探测器已于北京时间7月3日下午成功进入彗星坦普尔1号的轨道。这个茶几大小的探测器将在北京时间4日下午1时52分左右,以大约每小时3.67万公里的高速实现人类历史上第一次对彗星的“亲密对撞接触”。届时,撞击舱将携带高精密照相设备冲向彗核,在最近距离上捕捉彗星内核的图像。科学家宣称,本次试验中拍摄的图片可分辨出20厘米大小的物体。虽然撞击器会被撞得粉身碎骨,但其携带的电子设备将一直传送图像信息,直到“生命最后一刻”。与此同时,“慎独撞击”号在离彗星仅500公里的安全区域,使用自身携带的高分辨率相机和红外分光计等精密观测设备,拍摄撞击时产生的蘑菇云,记录撞击坑大小、深度、形状和内部结构,分析彗核内部物质成分,并及时将各类数据传回地球。

  “深度撞击”号在释放撞击舱后,开始降低速度,改变航线,以便能在距离彗星500千米以内的最佳地点观测和记录撞击过程。在撞击发生后,使用其光学成像和红外线频谱对彗星内部物质的碎片扫描,确定撞击发生后10多秒内彗核的变化。同时,飞船还要对撞击过程、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,并要接收撞击舱发回的数据,收集彗星内部物质样本,初步分析彗核结构和组成情况。由于飞船对撞机过程的最佳观测时间不会超过15分钟,为全面掌握本次人类历史上首次“自己创造”的美妙天象,科学界做好了充分准备。“哈勃”太空望远镜、“斯皮策”太空望远镜、“钱德拉”太空望远镜、欧洲的“牛顿”天文望远镜等会从各个波段观察。美国基特山天文台、欧洲南方天文台等也会在本次精彩绝伦的天文事件中一展身手。

  资料显示,“深度撞击”号成功释放的探测器重量约380千克,主要由49%的铜和24%的铝制成。它还配有高性能的中央处理器和高稳定的指示控制系统、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等精密设备。探测器将用34米波长的X波段无线电与地球和撞击舱保持通信。当撞击舱撞上彗星的极短时间内,探测器纪录的大量初始数据立刻开始向地面传输,如果一切顺利,全部观测到的数据将在一个星期内传输完毕。“深度撞击”探测器自从今年1月12日发射升空后,至今已飞行了4亿公里以上。它由两个部分组成:一是大小相当于一辆两厢轿车的“母船”;二是外部由铜合金加固的撞击器。由于碰撞发生前两小时,撞击舱会改为“自动驾驶”,因此一旦在最后关头发生“故障”,撞击工作将前功尽弃。

  研究人员推算,本次撞击彗核产生的动能相当于4.5吨TNT炸药爆炸时的能量。只要撞击器能以每小时3.7万公里的速度碰上坦普尔1号的彗核,将造成彗核表面冰雪、尘埃等四处飞溅,好比在太空中放出一个大“礼花”来庆祝美国国庆(7月4日)。不过,人们在地球上无法用肉眼看到这个距地球1.3亿公里以上的大“焰火”。据说,西半球某些地区在空气能见度好的情况下,人们可通过高倍望远镜领略撞击的某些风采。“深度撞击”是美宇航局探测太阳系“发现”计划中的一个项目。科学家设想,通过外力撞击坦普尔1号彗星的彗核,使其内部物质暴露出来供研究。根据彗星遭到撞击后飞溅出的喷出物范围和速度,科学家可以估算出彗核的密度和质量。科学家认为彗星平均密度低且体积不大,不大可能具有重金属核,因此决定利用“铜车”来完成撞击工作。

  专家表示,上述撞击彗星任务难度很高。坦普尔1号的彗核直径约6公里,预定的撞击区域直径只有400米,加上彗核不断自转,确保“命中目标”成为本次活动能否成功的关键。据悉,预定撞击点是彗星表面平坦、宽阔且地形较单纯的区域,以方便太空船抓紧时间观测。当“母船”经过彗星遭撞击后产生的碎片区时,虽可依靠自身“防护盾”来避免各类碎片撞击,但仍有可能难逃此劫。即使太空船侥幸“生还”,撞击区会因彗星自转而可能移出太空船最佳观测区域。据悉,“坦普尔1号”的远日点在木星轨道附近,近日点在火星轨道附近,撞击发生时,这颗彗星恰在靠近地球的近日点附近,因此看上去最亮。除方便地面望远镜观测撞击结果外,还能让地面控制人员顺利与太空船进行联系。此外,“坦普尔1号”彗星自转速度慢,人们观察撞击坑的时间较长。(高轶军)
来源:人民网
人民网南京7月3日电记者申琳从中科院紫金山天文台获悉,美国东部时间3日凌晨2时07分、北京时间3日14时07分,美国“深度撞击”彗星探测器成功释放出撞击器。按照预定计划,撞击器将以3.67万公里/小时的速度,于美国东部时间4日凌晨1时52分,北京时间4日13时52分与坦普尔1号彗星相撞。


  据了解,我国科研机构对这次天文现象观测的,主要有中科院紫金山天文台和青岛的天文观测站。紫金山天文台研究员、天文学家王思潮介绍说,由于南京市的灯光污染,加上彗星本身较暗,紫金山天文台对这次撞击的观测无法在本部进行,就转移到江苏省盱眙县的观测基地进行。观测人员从7月1日就已经开始对坦普尔1号彗星进行观测,观测所用仪器为40公分天文望远镜,并于2日晚成功拍摄了彗星图片。王思潮介绍,青岛的天文观测站其观测设备也是40公分天文望远镜,同样为避免灯光污染而在青岛郊外进行。

  王思潮研究员介绍,北京时间4日下午1时52分发生撞击时,由于我国正是白天,光照很强,撞击的效果看得并不明显,所以观测人员将主要在晚上8时30分到10时30分等天色完全黑下来时进行观测。王思潮说,对于地面观察来说,这样也不是坏事,因为撞击爆炸出来的物质需要逐渐扩散,扩散后反射的光线会亮一些,这样会看得更清楚,所以撞击6.5小时后观测的效果并不比撞击时差。

  王思潮介绍,这次撞击至少有20个国家、60多个天文台投入观测,其科研意义主要包括三个方面:一是研究地球和整个太阳系的起源,因为地球的年龄有46亿年,但在地球上找到的最早的岩石是40亿年,而彗星是冰冻的物质,保存着太阳系诞生时很珍贵的信息,这次深度撞击就是进入彗星内部,从彗星内部物质构成来认识地球;二是科学研究发现,过去彗星和其他小行星曾经频繁撞击地球,为地球带来水、冰和有机物,而在合适的条件下有机物可能演化为生命,所以研究彗星对于揭示地球和宇宙生命的起源具有重要意义;三是94年“彗木碰撞”后引起了人类对于彗星碰撞地球的担忧和警觉,这次撞击实验可以取得经验,如果以后出现彗星碰撞地球的可能,人类就可以运用宇宙飞船前去引发爆炸装置,从而改变彗星的运行轨道,以避免对地球的危害。

  针对一些人对这次撞击会不会对地球造成影响的担忧,王思潮表示,这次碰撞发生在离地球1.3亿公里之外,而且只是一个初步的碰撞,所以不可能对地球产生什么影响。
北京时间7月4日13时52分,全世界的天文爱好者聚焦太空---人类将首度撞击彗星,以期揭开彗星构成乃至地球生命起源的秘密。由于这是人类第一次自己创造的美妙天象,观赏性很高,因此同时吸引了众多普通人的眼球。那么,普通的人到底要看什么?上哪里看?又怎么看呢?美国宇航局的科普网站和国际主流媒体的科技栏目7月3日竞相支招。

  ★看点一:相撞时间,今天下午13时52分人类和彗星大对撞

  一切如美国宇航局事先规划:北京时间7月3日下午14时07分,美国宇航局“深度撞击”彗星探测器成功释放出撞击器。

  美国宇航局喷气推进实验室任务控制室工作人员告诉记者,当洗衣机大小的撞击器顺利地挣断“脐带”---连接撞击器与“探度撞击”探测器之间的电线,正常地飞行太空的时候,控制室里所有的工作人员都情不自禁地鼓起掌来,因为这意味着撞击器顺利脱离母体,按既定的轨道向坦普尔1号飞去。

  如果其飞行轨道没有发生偏差的话,那么撞击器会在北京时间7月4日13时52分与坦普尔1号彗星相撞。

  ★看点二:相撞情景,13.33秒的对撞实况画面最精彩

  相撞前后,人们到底要看什么内容呢?对此,中外天文学家都竞相指点说,以下几个方面是看点:

  一是看撞击程度。有科学家认为:“撞击之后,肯定是烟尘弥漫,火光冲天,等到一切消散后,将会出现什么情况呢?是撞出1个足球场那么大的深坑,还是4个足球场那么大的坑,或是其他结果?”不论是高倍天文望远镜,还是其它方式观测自然是看不清撞击的程度到底是多大,但可以通过彗星被撞后产生的亮度来观察,如果亮度大,显然亮度就猛,如果亮度小,显然就轻得多,或者说彗星根本就跟路们想象得不一样。

  二是彗星有没有被撞碎。许多人担心,这么猛烈撞击,会不会把“坦普尔一号”彗星给撞碎?中外天文学家的看法基本一致:“决不会撞碎。”科学家们认为,,相对于长径14公里、短径4.8公里的坦普尔一号来说,撞击产生的坑,即使有足球场那么大,也不算什么。美国国家宇航局的科学家也说,他们并不确知撞击会产生什么样的后果,但他们指出,这一撞击摧毁彗星的可能性极小。尽管可能性极小,但关心者还是可以通过天文望远镜或者其它直播方式,观察彗星被撞半小时后是否发生变化,是否“化整为零”。

  三是彗星有没有被撞离轨道。这一撞击会不会改变彗星的运动状态和运动参数?科学家们的回答蝇:“会!但是可以忽略不计。”根据公布的数字,经过撞击,坦普尔一号彗星的速度每秒钟要增加万分之一毫米,只不过使它原来5.5年的轨道运行周期减少1秒,这一结果根本观测不出来。不过,人们可以通过网络直播的轨道模拟来看它到底有没有被撞离轨道,毕竟有人担心,彗星被撞后是不是改变轨道“扑向地球”。

  把上述详细情景忠实记录并且传回地球的是探测器上的两台摄像仪器。这两名摄像仪分别为高分辨率成像仪(HRI)和中分辨率成像仪(MRI),它们分别承担不同的责任。其中MRI孔径为12厘米,视角为0.587度,对彗核表面成像的分辨率为10米。通俗地说,就是这个MRI负责拍摄坦普尔1号彗星的大致外围图像。因为视界较宽,可以看清彗星的整体情况。高分辨率成像仪(HRI)的望远镜孔径为30厘米,视角为0.118度,对彗核表面成像的分辨率为2米。因为视场较小,主要用于观测撞击彗星的细节。这两台先进仪器将在第一时间向地面传回彗核被撞、陨击坑形成以及喷射幕的情况。

  美国宇航局还利用计算机模拟了撞击场面,主要是撞击前30分和撞击后30分的情况。然而,在实际撞击中,探测器只能拍摄到撞击后13.33秒的实况。因为在13秒后,探测器将自动进入“安全模式”,穿过布满撞击碎物的彗发。

  ★看点三:“撞况”到底怎么看?上网看直播最方便

  那么,普通的民众到底怎么才能看到上述的状观景象呢?天文学家们热情地为民众支招。

  比如说北京天文馆馆长、《天文爱好者》杂志主编朱进在接受国内媒体采访时就建议说:“人类太空探测器首次零距离接触彗星的时间正好是北京的白天,因此我们不能观测到撞击过程。但是等到晚上,如果天晴的话,我们可以观测撞击之后的彗星。”6月26日至7月9日,坦普尔一号彗星天黑后将出现在南方星空,位于木星和室女星座角宿一星附近。每夜最佳的观测时间从天刚开始全黑到全黑后两小时。

  据朱馆长介绍,这次“炮轰”彗星发生在北京时间7月4日下午13时52分,因此白天我们并不能在中国观看到彗星被撞击的过程。“等到晚上,如果天晴的话可以观测撞击之后的彗星。郊区没有灯光干扰的话有个小的双筒镜也许就够了,城里要用较大的。”朱馆长建议,观测的时候最好能撞击前后都观测一下,有条件的拍一下照片;尽量选择郊外远离城市灯光干扰的地方。朱馆长提醒读者,观测的时候一定要注意安全。

  朱馆长还讲解说,星等表示彗星的亮度,数越大越暗,人眼在郊外能看到的星最暗差不多是5等。

  “现在这颗彗星的亮度约是10等。如果彗星被击中的话,那么差不多是六七等。但这个误差很大,要等撞完之后才知道。因此其实美国老百姓利用一般的望远镜也看不出什么名堂来。如果“炮轰”准了的话,就是觉得它亮了,并不是我们认为利用一般的望远镜就能看到撞击时可能发出的像火焰一样的景观。”

  显然,普通人想通过自己的“装备”一睹相撞的“壮观景象”可能性不大。不过,幸运的是,美国宇航局安排了一系列网上电视直播节目,让全世界有目共睹即将到来的“炮轰”彗星壮举。中国国内观众可以登陆:

  ●进展实况看http://www.SPACE.com

  ●查看撞击预告http://www.nasa.gov/multimedia/nasatv/MM_NTV_Breaking.html

  ●位于美国亚利桑那州图森的基特峰国家天文台,在深度撞击开始前的一个小时将进行网络现场直播

  http://www.noao.edu/news/deep-impact/

  ●澳大利亚巴瑟斯特天文学家们将利用查尔斯特大学的远程望远镜观察撞击过程,并从当地时间日落开始网上直播观察结果,一直持续到深夜

  http://black-hole-net.mit.csu.edu.au/telescope/resources/deepimpact.asp

  ●在美国夏威夷的莫纳克亚山顶,W.M.凯克天文台将安置一台赤道仪望远镜将通过美国宇航局网站提供实时景象http://astroday.net/DIH-Tempel.html

  ●墨西哥的索罗纳州,卡尔?萨根天文台将提供西班牙语的网络广播,并提供一些有关彗星和深度撞击的特色视频http://cosmos.astro.uson.mx/Ciencia/Planetaria/di/live.htm

  ●如果你家里接有卫星电视,你还可以接受欧洲宇航局电视台播放的撞前特写和撞击现场播报

  以上所有的链接都是对公众免费开放的。另外期刊订阅服务网站Slooh.com也将提供撞击实时网络新闻。

  除了现场网络新闻(webcast)外,执行深度撞击任务科学家们还为专业以及业余的天文爱好者们提供了网上空间,让他们将自己拍摄的坦普尔一号照片上传。他们也可以将照片上传导SPACE.com网站的惊奇照片库中。

  ★看点四:假如没撞上,三个关节要关注

  执行“深度撞击”任务的科学家坦言,尽管从撞击器释放到撞上之前一切顺利,但这也不能保证最后成功。直到撞击器撞上彗星之前,科学家至少面临着三大关节的挑战:

  一是在撞击器与彗星着实撞上前两个小时,撞击器将改为自动航行状态,由所携载的电脑和推进器控制着航向。只要电脑软件或者推进器发生丝毫的故障,那么就可能撞不上彗星。

  二是彗星四周的尘埃和气体有可能阻止探测器和撞击器的数据传感器将相关的数据传回地球。一旦这种情况发生,那么就相当于“睁眼瞎”。

  三是在撞击发生15分钟后,由于探测器将飞抵彗星附近,科学家特别担心探测器的保护设施扛不住碎片的撞击,结果探测器被毁。

  ★看点五:表象的背后,大对撞有没有军事价值?

  在看大对撞热闹之余,许多军事观察家则从别一个角度来看此次任务。

  军事专家注意到,在此次行动中,美国宇航局反复强调的两点:一是美国的太空拦截技术。美国宇航局喷射推进实验室主任埃拉奇形容这次撞击任务,是太空探险中一次高风险且大胆的试验。实验室科学家葛莱梅说,基本上,它是“发射一颗子弹在准确的时间和准确的地点击中另一颗子弹”这一比方很容易让人想起美军的国家导弹防御系统;二是太空遥控技术。探测器与地球之间的遥远距离,要求地面发出的指令必须绝对精确,不能有一丁点儿误差。据科学家们计算,撞击的时候,探测器离地球的距离是日地平均距离的85%。日地平均距离,就是光线在8分19秒之内走过的距离。也就是说,探测器和地球的这段距离,光线要走7分多钟,将近1.3亿公里。探测器离地球这么远,并且处于运动之中,地面发给它的撞击指令,就得打一个提前量,保证信号到的时候,探测器也正好到了预定位置,从而接收指令,启动程序。反过来说,因为探测器和彗星都在运动,如果计算不准确或出现其他失误,撞击舱就有可能撞不上彗星。所以,一旦成功的话,则说明美国的太空遥控技术到底能高到何种程度。

  俄罗斯军事学者斯里普琴科不久前曾提出第六代战争理论。这一新理论已在国际上引起广泛关注,第六代战争的理论建立在高新技术的发展上,而美国将于二00七年至二0一二年。据他指出,第六代战争的战场范围将扩展到太空,太空将成为交战的重要战场,太空侦察、太空拦截、太空投送及直接从太空发起攻击,将使太空成为第六代战争的制高点。因此,大对撞从另一个侧面能证实美国所拥有的太空战争潜力。

  ★看点六:永存太空,看看大撞击有没有自己熟悉人的名字在撞击器在撞向坦普尔1号彗星的瞬间,同时将有625000人的名字也将随着撞击器一同“粉身碎骨”,化作青烟永存太空。

  2003年,深度撞击号飞船进入最后起飞阶段。为了增强公众的参与意识,美国航天局教育与公共普及计划负责人发起了一个名叫“送你名字上彗星”的活动。参与者可以登录宇航局的网站进行登名注册,同时可以的到一张官方出具的文件证明。证明中详细说明了参与者名字在整个名单中的位置。

  活动组织者毛拉?朗特里?布朗说:“人们觉得撞击舱带着他的名字撞向彗星是件非常有趣的事。宇航局则通过签名活动让每个人都参与进来。”

  这个签名活动从2003年5月一直持续到2004年。虽然有将近一年的时间供人们登陆,可是还是有很多人一直等到最后一刻才登陆签名网站。以至于到了活动截止那天,太多人登陆差点让系统崩溃。

  在签名活动结束后,共有625000人的名字被刻录到一张微型CD光盘中。至少名单上的一部分人会急切地遥望天空,等待着撞击的壮观情景。明尼苏达州的克里克草原学校七年级的学生们还制作了一个特别的深度撞击特别工程。他们的班主任迪伊让她的学生们收集了同撞击舱相同质量的硬币,总共大约50000枚。整个城镇的人们都帮助孩子们收集硬币,在整个活动结束时,他们收集到的硬币价值500美元,并把这笔钱捐献给了他们位于乌克兰的姊妹学校。

  布朗对“送你名字上彗星”活动的成果感到非常高兴,他说:“有很多人给我们发来电子邮件,表示愿意把自己的名字载到撞击舱上,好像自己也参与了撞击任务一样。而这正是我们设计这项活动的初衷,能让人们和撞击任务联系起来是一件非常有意思的事情。”

  如果登录“深度撞击 ”网站(deepimpact.jpl.nasa.gov),也能看到上万名中国人已提交上了自己的名字,这些名字和全球56万志愿者提交的信息一起撞向彗星。(半岛晨报)