罗塞塔任务的科学家们已经选定了欧洲航天器自8月以来一直在环绕的彗星上的着陆点。他们表示,目标地点位于这个橡皮鸭形状天体的“头部”,将为安全着陆“菲莱”号——一个洗衣机大小的机器人探测器——提供最佳机会。
这次计划于11月11日进行的软着陆将是首次在彗星上尝试着陆,并且充满了风险。欧洲航天局任务的科学家们原本预计这个名为67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星的天体是一颗普通的马铃薯形状的彗星,他们估计成功的几率为70-75%。但是,当罗塞塔号开始更近距离地观察这颗彗星时,它的形状让专家们感到震惊(参见“鸭子形状的彗星可能使罗塞塔着陆更加困难”)。
现在,尽管没有新的计算结果,但专家们表示,成功的几率无疑降低了。欧洲航天局科学与机器人探索理事会的高级科学顾问马克·麦考赫兰估计,成功与失败的几率大约为“五五开”。
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巴黎-南大学的行星科学家、首席着陆器科学家让-皮埃尔·比布林表示,任务科学家团队一致选择了被称为J点的着陆点,该点来自五个候选点的短名单。在法国国家空间研究中心(CNES)在图卢兹举行的为期周末的工程师和科学家会议的第一天之后,它就成为了最受欢迎的选择。
比布林说:“这个地点并非在每一项技术和科学标准方面都是最佳的,但总体而言,它对任务的成功而言是迄今为止最好的。”
在精确编排的飞越过程中,罗塞塔号将从大约10公里的距离释放“菲莱”号。从那里,探测器将不受引导地漂向着陆目标,同时不断消耗其主电池的宝贵能量。
一旦到达表面,着陆器应使用鱼叉和螺钉固定自身并开始工作。麦考赫兰说,尽管“菲莱”号上的仪器比罗塞塔号上的小,但它们仍将有助于校准从轨道收集的数据。“大型、强大的仪器在轨道飞行器上,但有很多事情我们只能在表面上完成,”他补充道。
J点的一个主要优势是,与其他候选地点相比,它的位置允许从罗塞塔号下降的时间相对较短,只需7小时。飞行时间越短,着陆后两天内,在阳光可以为着陆器的太阳能电池充电之前,就有更高的机会留下足够的能量来充分运行“菲莱”号的所有仪器至少一次。
该区域的巨石也相对较少,这些巨石可能会导致“菲莱”号在着陆时倾覆,尽管该地点仍然包含悬崖和巨石。麦考赫兰说:“彗星表面上没有一个大型的希思罗机场,你可以说‘没问题’。”“这真的是一场数字游戏。”
这片高尔夫球场大小的彗星区域——面积约为1平方公里的椭圆形——也具有科学意义,因为它正好位于距离科学家们认为会变得更加活跃的两个坑洞的几百米处,随着彗星更靠近太阳并升温,这两个坑洞将喷射出气体和尘埃。比布林说,着陆器相对于罗塞塔号轨道的的位置也将为一种在两者之间发送无线电波的仪器提供最佳成功机会,该仪器旨在绘制彗星内部地图。
任务团队表示,他们很快就做出了决定,然后在会议的第二天大部分时间都花在了挑选备用地点上,即彗星主体上的C点。
比布林说,许多人认为彗星主体上的另一个备用地点在科学上最有趣——“菲莱”号可以从那里观察到彗星的两个叶瓣及其非常活跃的“颈部”区域——但实际上甚至在会议之前就被排除了。他说,为了将“菲莱”号送到那里,罗塞塔号需要下降到离彗星太近的轨道,并冒着失去整个任务的风险。另一个地点,一个最初被昵称为“直升机场”的陨石坑,因为它看起来很平坦,但在第二轮中输给了C点,因为C点具有更好的光照水平。
德国航空航天中心(位于科隆附近)的“菲莱”号着陆器经理斯特凡·乌拉梅茨说,从现在开始,任务将不得不“像钟表一样运转”。罗塞塔号目前在略低于30公里的距离绕轨道运行,但科学家们希望将其降低到更低的轨道高度,以便在10月12日之前更好地检查表面,届时欧空局计划批准着陆。团队正在争分夺秒地收集尽可能多的数据,并在11月之前让“菲莱”号着陆,之后彗星活动增强可能会损坏轨道飞行器。
麦考赫兰说:“你肯定希望花未来三年时间来解决所有问题,但我们没有那种奢侈。”
罗塞塔号已经追逐这团冰和尘埃十年了。在一月份从休眠中醒来后,它于八月份抵达目的地。此后,该航天器一直在从不断缩小的轨道上绘制其目标,并将跟随它绕太阳运行。
彗星67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星被认为自地球形成以来的46亿年中几乎没有变化,因此它可能是关于早期太阳系的珍贵信息来源,包括彗星是否在向早期地球播撒水和生命构件方面发挥了作用。
本文经许可转载,最初于2014年9月15日首次发表。