自名为“菲莱”的探测器着陆彗星创造历史以来,已过去一年。执行此壮举的团队正在策划另一种着陆方式。明年九月,欧洲航天局将让“菲莱”号的母舰“罗塞塔”号尽可能温柔地撞击这颗冰冷的尘埃球。
这一戏剧性的举动将使任务戛然而止,并让“罗塞塔”号丰富的传感器和仪器获得迄今为止彗星最接近的观测。“撞击着陆为我们提供了我们所能期望的最好的科学任务终结,” “罗塞塔”号项目科学家马特·泰勒说。
对于科学家来说,这次撞击将是情绪化的,其中一些人自1993年任务开始以来就一直参与其中。“会有很多眼泪,” 泰勒说。
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“罗塞塔”号轨道器于2004年发射,十年后,当这颗岩石从太空深处向太阳运行时,追上了67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星,并在几个月后的11月12日将“菲莱”号降落到彗星表面。 自七月以来,科学家们就没有收到“菲莱”号的消息,也不知道是否会再次收到消息,但“罗塞塔”号从轨道上勘测彗星的工作正在全面展开。然而,轨道器不能无限期地保持这项工作。该任务的资金将于2016年9月用完,届时67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星将返回太空深处,在那里太阳能轨道器接收到的阳光太少而无法工作。
一年多来,关于如何处置“罗塞塔”号的讨论一直在持续。 “罗塞塔”号飞行主管安德里亚·阿科马佐表示,理想情况下,“罗塞塔”号会在彗星留在太空深处时休眠,然后在 67P 再次接近太阳时在 4 或 5 年后重新启动。但阿科马佐说,太空深处的寒冷可能会损坏航天器;其他人则担心燃料和其他资源会耗尽。此外,该任务的许多首席研究员(PI)在 20 多年前就开始了他们的工作,伯尔尼大学的行星科学家卡特琳·阿尔特维格开玩笑说,“让一个旧实验与旧的PI一起进入休眠状态毫无意义”。
撞击着陆“罗塞塔”号是去年出现的首选方案,但直到现在,轨道器导航员和操作员才开始研究如何进行。 “罗塞塔”号迄今为止最接近彗星的一次是在距离表面 8 公里的地方,当时它发射了“菲莱”号。任务经理帕特里克·马丁说,目前的想法是让“罗塞塔”号在明年8月螺旋下降到类似的距离,然后在9月以椭圆轨道越来越近,最终撞击,但这仍然可能改变。
虽然“菲莱”号在下降过程中发回了一些数据,但“罗塞塔”号拥有更强大、更多样的传感器和仪器。轨道器也将比“菲莱”号下降得慢得多,使其能够收集更多数据和更好的图片。例如,一旦到达 4 公里处,“罗塞塔”号应该能够区分从鸭子状彗星的两个叶瓣中逸出的气体,以确定这些区域的成分是否有所不同,阿尔特维格说,她是 ROSINA(用于离子和中性分析的罗塞塔轨道器光谱仪)团队的负责人。这可以揭示每个叶瓣形成的周围环境。
“罗塞塔”号的相机将获得迄今为止彗星表面分辨率最高的照片——一旦航天器距离表面 500 米以内,每像素小于 1 厘米,罗塞塔号的 OSIRIS(光学、光谱和红外遥感成像系统)首席研究员霍尔格·西尔克斯补充道。这将使研究人员能够观察表面特性,并将这些特性与“罗塞塔”号从轨道上观察到的彗星活动联系起来。
结束
“罗塞塔”号下降时能将数据发回任务控制中心的距离,将取决于工程师是否能够设计出最终轨迹,使得航天器撞击到彗星面向地球的一侧。在靠近彗星时进行导航将很困难,因为彗星的引力场不均匀,但航天器操作经理西尔万·洛迪奥特希望轨道器能够传输到最后时刻。
他说,无论着陆多么轻柔,这次撞击都将绝对是任务的终点。 “罗塞塔”号的设计是在轨道上进行机动,一旦它到达彗星表面,它将无法再将其天线指向与地球通信。同样,它也将无法调整其太阳能电池阵列的角度,因此它将失去动力,洛迪奥特说。 “一旦我们触摸、撞击或坠毁,无论你怎么称呼它,游戏就结束了。”
不过,在此之前,该任务仍有许多事情要完成。随着彗星接近太阳,它会升温,汽化的冰会使越来越多的气体和尘埃从其表面喷涌而出。 “罗塞塔”号不得不撤退到一个更宽的轨道,以防止灰尘混淆其导航系统。但是,现在彗星正在加速远离太阳,任务科学家们正在享受将“罗塞塔”号驶回的机会。当时的优先事项是获取图像,以便比较彗星在绕太阳运行之前和之后的情况,以及近距离观察南部半球,该半球在5月之前大部分处于黑暗之中,并将于3月再次消失在视野之外。
“罗塞塔”号还将继续倾听“菲莱”号的声音。 鉴于公众对与着陆器有关的任何事情都抱有浓厚的兴趣,“罗塞塔”号的结局将为这个故事画上圆满的句号,阿尔特维格补充道。“这样,罗塞塔就可以和菲莱一起在彗星上幸福地生活下去。”
本文经许可转载,并于2015年11月4日首次发表。