十二年太空探索落幕罗塞塔号长眠67P彗星

航天 · 2016-11-3 15:43:13

黄色椭圆区域为罗塞塔号着陆点，范围700*500米。右侧红色圆圈区域为德尔·埃尔·麦迪纳天坑，直径约130米。　　（桂林）北京时间9月30日晚19时19分，欧空局（ESA）宣布罗塞塔号探测器已于北京时间18时39分成功着陆67P/丘留莫夫－格拉西缅科彗星，着陆点靠近一个名为“德尔·埃尔·麦迪纳”（Deir el-Medina）的深邃天坑附近，位于哑铃状的67P彗星较小一侧。

北京时间9月30日9时20分，罗塞塔拍摄的67P彗星表面的群山，飞行高度16千米。

北京时间9月30日下午14点53分，罗塞塔号拍摄的67P彗星表面纹理特征对比照片，拍摄高度8.9公里。来源：ESA

罗塞塔号着陆前不到两小时拍摄的67P彗星惊人表面，拍摄高度5.8公里。来源：ESA　　北京时间9月30日凌晨5时左右，罗塞塔号开始机动向彗星接近，轨道高度19公里，并拍摄彗星表面照片发回地球。16时37分，位于德国达姆施塔特的欧空局控制中心向罗塞塔号发送最后指令，微调探测器朝向。

卡通版：着陆在67P彗星表面的罗塞塔，远处是菲莱。　　在着陆最后阶段，罗塞塔号相对67P彗星的下降速度降至0.9米/秒，也就是时速3.2千米/时，接近人类步行速度，但即使这样的速度也是罗塞塔号无法承受的，毕竟它的设计并不适用于着陆。撞击过程可能会造成罗塞塔号轻微反弹与再次跌落，扭曲其两翼14米长的太阳能帆板，损坏仪器设备，但不会再被反弹回轨道上。罗塞塔号机载系统也在着陆时被关闭，不会再运行。

罗塞塔号向地球传回的最后一张照片，当时飞行高度只有51米，能够看清彗星表面的小石块。　　罗塞塔号撞击67P彗星后长眠在这颗4公里大小的彗星上，与菲莱完成了团聚。在着陆前最后时刻，罗塞塔号持续向地面发回67P彗星的探测数据，并传回了数张高分辨率图像。　　19时19分，当罗塞塔号发回的信号消失时，控制中心只有微弱欢呼与简单握手祝贺，大家庆祝任务的终结，也对罗塞塔号的离去依依不舍。从上世纪90年代提出探测计划至今，一些在现场的科学家已在罗塞塔号项目上花费了三十年的心血。　　欧空局任务经理帕特里克·马丁（Patrick Martin）说：“我终于可以宣布罗塞塔号向67P彗星的历史性着陆取得圆满成功。告别罗塞塔，它已经非常出色地完成了所有科学工作。”　　罗塞塔号抵达67P彗星两年来所得到的科学数据，足够科学家忙碌数十年。

罗塞塔号和67P彗星正朝着木星方向前进，距离太阳越来越遥远，太阳能电池板提供的电力越来越少。　　罗塞塔号为什么要结束任务？　　自去年8月飞过近日点后，67P彗星正逐渐远离太阳。67P彗星近日点为1.24个天文单位，而远日点则达到5.68个天文单位，轨道周期6.45年。随着离太阳越来越远，罗塞塔号的太阳能电池阵列发电能力显著降低，未来将无法继续维持探测器和科学仪器的运转。　　因此在失去电力前，让罗塞塔号着陆，近距离获取67P彗星表面各种科学数据是个不错的选择。　　欧空局项目科学家马特·泰勒（Matt Taylor）称，即使让罗塞塔号进入休眠状态，也无法保证在67P彗星重新回归近日点时，它能够再苏醒过来。

罗塞塔号着陆前，在距离彗星表面1.2千米处拍摄的天坑内部。　　最后任务聚焦彗星天坑　　这次着陆也是罗塞塔号最后一次低空飞掠探测67P彗星表面，科学家希望罗塞塔号在最后着陆时刻能够拍摄到着陆点“马特地区”（Ma’at region）附近天坑的内部结构，该地区拥有数个直径超100米，深约50至60米的大型天坑，这些天坑内部可能隐藏有67P彗星诞生初期的秘密。　　在67P彗星接近太阳时，这些天坑会变得活跃，向外喷射出尘埃与气体。此前科学家发现这些天坑的坑壁上有很多宽约1米的疙瘩状有趣结构，并认为这些结构早在太阳系早期67P彗星形成之初就已存在。　　马特地区一个直径约130米，被非正式命名为“德尔·埃尔·麦迪纳”（Deir el-Medina）的天坑是罗塞塔着陆前重点拍摄的目标，可获取该天坑在内附近地区极高分辨率的图像。此外，罗塞塔号下降最后阶段近距离获取的彗星表面气体与尘埃、离子数据是之前无法得到的。

罗塞塔号12年太空任务期间，一共拍摄了11.6万张照片。　　十二年太空任务回顾　　罗塞塔号探测器耗资16亿美元，于2004年3月2日升空，是欧空局主导、美国宇航局参与的彗星探测任务。　　彗星形成于太阳系诞生之时，被称为“时间胶囊”，保留有太阳系早期遗留下来的最初物质。科学家将其以古埃及罗塞塔石碑的名字命名，希望它能帮助解开太阳系起源与演化，以及彗星在行星形成过程中所扮演的角色等诸多谜团。而着陆器“菲莱”以发现罗塞塔石碑的尼罗河小岛--菲莱命名。　　罗塞塔号是首颗长期近距离跟踪观测彗星的探测器，重约3吨，携带了12种科学仪器。美国宇航局为罗塞塔号提供了微波设备MIRO，离子和电子传感器IES，双聚焦质谱计DFMS，离子和中性分析光谱仪ROSINA。同时，NASA还为欧空局对罗塞塔号的通信提供深空网络支持。　　罗塞塔号升空后三次飞掠地球，一次飞掠火星才正式航向67P彗星，这样做是为了借助地球与火星的引力，加快探测器飞行速度，节省燃料和飞行时间。　　此外，罗塞塔在飞行途中还顺路拜访了两颗小行星。2008年9月，罗塞塔号以不到800公里的距离飞掠了“2867号”小行星，该小行星直径约5公里。2010年7月，罗塞塔号以3000公里的距离飞掠过小行星“司琴星”，直径约100公里。

2015年8月，67P彗星经过近日点附近时，表面物质各种喷发。来源：ESA　　罗塞塔号于2014年8月6日抵达探测目标：67P/楚留莫夫－格拉希门克彗星，伴随该彗星绕太阳飞行，并在同年11月12日释放“菲莱”号实施着陆。“菲莱”在着陆后获取了首张拍摄自彗星表面的照片，并在随后几天持续发回有价值的科学数据。但因携带的着陆装置未能发挥作用，菲莱在登陆后不久失踪。

菲莱号着陆器位于67P上的位置。　　2015年6月至7月，67P彗星接近近日点时，“菲莱”曾短暂苏醒并与罗塞塔号进行了短时间通信。直到2016年9月初，罗塞塔号结束任务前一个月，地面工作人员才在罗塞塔号新近拍摄的67P彗星近距离高分辨率照片中找到“菲莱”。

这张照片由罗塞塔号OSIRIS广角相机拍摄于2016年9月29日，距离67P彗星表面约23公里。来源：ESA

这是较早时候，67P彗星的发现者之一，斯维特拉娜·伊万诺夫娜·格拉西缅科像对自己孩子一样捧着67P彗星模型接受拍照。对天文学家来说，自己发现的彗星在有生之年能有探测器拜访，并传回它近距离的照片，实在是很幸福。　　67P彗星百科与新发现　　67P/丘留莫夫－格拉西缅科彗星是一颗轨道周期6.45年，自转周期12.4小时的小型彗星，直径约4公里。该彗星由苏联天文学家克利姆·伊万诺维奇·丘留莫夫与斯维特拉娜·伊万诺夫娜·格拉西缅科发现，也是有史以来第一个有人造探测器降落在彗核上的彗星。　　67P彗星中间凹陷，两头一大一小酷似“大黄鸭”。科学家利用计算机模拟认为该彗星是由两颗独立形成的小型彗星，低速碰撞缓慢合并形成的。罗塞塔号的探测结果表明该彗星喷射出的水汽中氘（氢同位素，原子核多一个中子）含量比地球水体更高，这与1980年代欧空局乔托号探测哈雷彗星的结果相符，这让地球上的水来自彗星的推论存疑。　　此外，罗塞塔号在67P彗星周围发现了氮分子与大量氧分子，并探测到甘氨酸（组成蛋白质的氨基酸中的一种）、甲胺、乙胺等许多有机分子以及磷（构成DNA和细胞膜的关键化学元素），它们从太阳系诞生初期就被保存在67P彗核中，证实彗星在送递生命起源分子过程中起了关键作用。罗塞塔号还证实67P彗星没有磁场。

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