设为首页收藏本站加入QQ群

天之文天文论坛

 找回密码
 用户注册——开始天之文生活

QQ登录

只需一步,快速开始

扫一扫,访问微社区

查看: 5796|回复: 1

[国内报道]南方周末:“深度撞击”大获成功的秘密

[复制链接]
发表于 2005-7-8 11:14 | 显示全部楼层 |阅读模式
分享到:
深度撞击”大获成功的秘密 
南方周末    2005-07-07 15:01:47

这张7月4日发布的照片显示,美国宇航局“深度撞击”号探测器释放的撞击器击中目标  新华社/路透

撞击后,坦普尔1号的亮度比撞击前增加了10倍左右。亮度是彗星反射太阳光的强度,撞击发生后,溅射出的物质增多,相当于反射物增多,亮度自然也就增加了。拍摄时间:分别为北京时间7月3日(左)和4日晚(右);望远镜:国家天文台兴隆观测基地60/90厘米施密特望远镜;观测者:国家天文台周旭、李奇生和孙庆斌等

  十年之功 惊天一击 
  
  □本报驻京记者 李虎军
  
  独立日的“美国大片”
  人类首次“炮轰”彗星的历史性事件如期上演了。
  在地球46亿年的沧桑历史之中,曾经遭受过彗星和小行星的无数次撞击。公元2005年的美国独立日,地球人终于开始了“绝地反击”。
  美国东部时间7月4日凌晨1点52分(北京时间下午1点52分),“深度撞击”(Deep Impact)探测器的铜质撞击器成功地命中了坦普尔1号彗星上的预定目标。这样的撞击并不会摧毁彗星,而是在彗星上形成一个弹坑,有科学家比喻为“蚊子撞飞机”。
  此时,由于惊天一击的演出地点远在1.3亿公里开外,地球人无法在第一时间感受这场盛大的演出。现场的惟一“目击证人”是“深度撞击”探测器的flyby飞船。撞击发生后16秒,flyby捕捉到了喷发的景象——彗星内部物质突然喷出,犹如太空中的一场焰火。
  5分钟以后,flyby飞船拍摄到的这张照片传回地球上的指挥中心,顿时欢声雷动。“深度撞击”计划首席科学家、马里兰大学教授阿赫恩(Michael A'Hearn)兴奋地说:“这张照片清晰地表明,撞击的景象非常壮观。”
  又过了1分钟,中国国家天文台周旭研究员收到了“深度撞击”计划地面观测协调人、夏威夷大学教授米其(Karen Meech)的电子邮件。米其在邮件中告诉她的同行们,成功的撞击已经开始使彗星的亮度发生变化,但人们用肉眼无法感受到这场太空焰火。
  自从今年1月12日升空以来,“深度撞击”探测器在茫茫太空中飞行了4.3亿公里。美国东部时间7月3日凌晨2点07分,“深度撞击”探测器的撞击器与flyby飞船分离,以每小时3.7万公里的速度,径直飞向彗星表面的预定地点。
  “深度撞击”的撞击器重372公斤,相当于一张咖啡桌那么大小。而坦普尔1号的彗核长约为6公里,预定的撞击区域直径只有约400米,撞击难度可想而知。难怪有科学家说,这就像“一颗子弹驮着的另一颗子弹,要在正确的时间、地点去击中第三颗子弹”。
  650公斤重的flyby飞船拍摄时间只有短短的14分钟,当飞船穿过危险的彗星碎片区后,已经很难指望其再度为“深度撞击”任务效力。因此,继续观测坦普尔1号的重任落在了哈勃、钱德拉等太空望远镜,以及众多地面望远镜身上。国家天文台兴隆观测基地、台湾鹿林天文台等都加入了米其牵头的地面观测网络。
  鹿林天文台的林忠义还特地在撞击前赶到兴隆观测基地,与国家天文台的同行一起记录撞击前后坦普尔1号亮度和光谱的变化。据周旭介绍,这样的观测可以反映撞击“砸出了多少东西”,以及“砸出来的是什么东西”。
  如今,“炮轰”彗星的大片准时上演,给美国人的独立日献上了一份厚礼。“真是令人难以置信!”国家天文台一位研究人员连声赞叹。
  
  不断被否决的方案
  为了这惊天一击,科学家们付出了10年以上的努力。用“十年磨一剑”来形容其间的艰辛,再贴切不过了。
  最早想到“炮轰”彗星的是德拉米尔(Alan Delamere)和贝尔顿(Mike Belton)。1978年,当他们在美国国家光学实验室研究哈雷彗星时,发现彗星表面比想象中的要黑得多,甚至比煤炭还要黑。这究竟是怎么回事?那黑色的外壳是怎样积累而成的呢?他们越来越感到好奇。
  1996年,两位科学家向美国宇航局提出了一个“异想天开”的方案:发射撞击器去撞击一颗名叫Phaethon的彗星,以研究其内部结构。此时,后来成为“深度撞击”计划首席科学家的阿赫恩也加入了研究团队。他们在方案中提出以每秒38公里的速度去撞击彗星。
  然而,德拉米尔回忆说,美国宇航局的评审委员会毫不留情地推翻了这个方案。理由之一是,他们不相信Phaethon是一颗彗星。Phaethon已经处于休眠状态,科学界对其是否还应该算作彗星存在争议。理由之二是:他们不相信撞击器能够准确地命中目标。
  面对百般挑剔的评审委员会,研究团队只能不断地对方案进行改进。
  1998年,阿赫恩成为了团队负责人,他提出将坦普尔1号彗星作为撞击目标。这颗彗星的表面活动性已经比较弱,其表面可能已经包括了一层硬壳,彗星内部结构估计保存良好,适合作为研究对象。此外,坦普尔1号自转一周仅需要1.7天,可以保证在撞击前后的一段时间内,撞击地点一直处于flyby飞船的拍摄视场内。
  此外,研究团队在撞击器上加装了精密导航系统。彗星探测器由flyby飞船和撞击器组成。撞击前24小时,撞击器与flyby飞船分离,进入自动导航模式。撞击器上装载有撞击器目标传感器(ITS),由ITS拍摄的图像经过分析处理后,供导航定位使用,以确保撞击地点位于彗星的日照面。德拉米尔说:“评审专家们这才相信我们可以击中彗星。”
  保证flyby飞船追踪拍摄到撞击场景,也是彗星撞击任务的一大挑战。当flyby飞船与撞击器分离后,开始减速并转向,并进入彗核下方500公里处,这是拍摄的最佳地点———既可以保证得到高分辨率的照片,又可以避免飞船被彗星物质撞毁。
  到了2000年5月,几年来不断碰壁的项目方案,经过不断的调整,终于说服了美国宇航局的评审委员会。
  “在项目评审中多次碰壁也是有好处的。”国家天文台周旭研究员说。他认为,评审专家会不断地指出项目方案中的缺陷,从而有助于项目方案的改进和完善,项目被批准以后,实施起来就要顺利得多。“深度撞击”这次能够一击成功,恐怕与项目方案在当年多次被拒不无关系。相比之下,国内缺乏公开、公平的项目评审机制,一些项目评审没有什么悬念,项目方案中存在的缺陷也就被掩盖了。
  “深度撞击”任务获得通过后,美国宇航局喷气推进实验室、马里兰大学和鲍尔航天技术公司联手,开始彗星探测器的设计和制造,最终有了独立日的惊天一击。
  
  科学以外的意义
  整个“深度撞击”任务耗资3.3亿美元。这笔钱花得到底值不值呢?
  其实,3亿多美元的预算,对美国宇航局来说并不是一个很大的数目,对好莱坞来说则不过是拍几部大片所需的投资。与“深度撞击”任务同名的好莱坞科幻大片《深度撞击》(Deep Impact,又译作《天地大冲撞》或《彗星撞地球》),投资就花掉了约1亿美元。
  而“深度撞击”任务带来的娱乐效果,或许远远超过了科幻片《深度撞击》。这些天,“深度撞击”彗星探测器与坦普尔1号在太空深处上演的精彩大片吸引了全球的目光,相关报道也占据了各大媒体的主要版面或栏目。
  美国宇航局还借此机会大搞科普活动。从电视台的现场直播,到丰富多彩的科学教育活动,美国宇航局可谓是煞费心机。国家天文台的周旭研究员感叹说,美国宇航局热衷于向公众推销科学,鼓励公众参与,培养孩子们的想象力,同时也让纳税人觉得这个钱花得值,而类似的情形在国内很少看到,国内的一些大科学项目并不怎么关心公众的兴趣。
  北京天文馆馆长朱进说,这次彗星撞击任务是一件非常有意义的事情,希望有更多的青少年通过这件事情对彗星研究产生兴趣,以后会有人来从事这方面的研究。
  此外,在周旭看来,“深度撞击”任务不是一个单纯的科学项目。科学家们希望通过炮轰彗星来研究太阳系早期形成的历史,而美国政府希望得到更多。
  周旭说,“深度撞击”能够在一个比太阳还要远的地方准确地命中目标,技术上的突破非常惊人。美国在伊拉克战争中使用了精确制导炸弹,现在又已经可以精确地击中一个地球外遥远的目标。可以想象,在未来可能发生的空间大战中,美国已处于一个领先位置。
  从另外一个角度看,“深度撞击”可以说是保护地球在未来免受彗星或小行星袭击的起点。如果人们能够了解彗星,当“彗星撞地球”式的灾难终于来临时,就不会那么惊慌失措了。
  “深度撞击”还是未来人类探索地外空间的一个新起点。“现在人们已经可以在彗星上砸一个坑了,那将来是不是可以把砸出来的东西运回地球?是不是可以去深度钻探火星或其他行星呢?”周旭说。

发表于 2005-7-8 12:13 | 显示全部楼层

[国内报道]南方周末:“深度撞击”大获成功的秘密

将来撞击大行星,我看要动用核武了。

本版积分规则

小黑屋|手机版|Archiver|中国天文科普网-天之文天文论坛-中国科学院优秀科普网站 ( 沪ICP备05005481号-2   点击这里加入此群

GMT+8, 2020-2-24 10:31 , Processed in 0.253508 second(s), 12 queries , Xcache On.

Powered by Discuz! X3.2 Licensed

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表