深度撞击

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2005年1月13日,北京时间2时47分,美国成功发射彗星探测飞船,“深度撞击号”。2005年7月4日,释放出一颗372公斤级的钢弹,撞击“坦普尔1号”彗星的核,价值3.3亿美元。人类第一次与彗星亲密接触。太平洋时间2005年3日22时52分(北京时间4日13时52分),美国宇航局“深度撞击”号探测器释放的撞击器“击中”目标——坦普尔1号彗星,地面控制大厅里一片欢呼,“炮轰”彗星大片正式上演,整个程序花了3.7秒。
中文名
深度撞击
发生时间
2005年1月13日,北京时间2时47分
国 家
美国
花费时间
3.7秒

探测器外观 编辑

外观:大小约等于一辆小轿车
重量:约380千克
装置:高性能的中央处理器和高稳定性的指示控制系统。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,34米波长的X波段无线电与地球和撞击舱保持通信。

功能 编辑

1、传输数据。当撞击舱撞上彗星的小段时间内,由于探测器记录数据急速增加,其信号将向地面各个重叠天线传输。探测器上的初始数据将立刻被传输至地面,随后的数据将在一个星期内传输完毕。2、观测记录撞击过程。在7月4日彗星被撞击的24小时前“深度撞击”释放撞击舱。之后,探测器将降低速度,改变航线,在距离彗星500千米以内观测撞击并记录过程。3、收集分析彗核样本。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,考察撞击后10多秒内彗核的变化,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,并存储、发送图像和能谱数据,还接收撞击舱发回的数据,收集彗星内部物质样本,分析彗核结构和组成。

撞击舱 编辑

撞击者目标遥感器

外观:与茶几大小相等。主要由49%的铜和24%的铝制成。
重量:约370千克。
装置:一台称为“撞击者目标遥感器”的高精度星体跟踪器。实际上它是一个带孔径为12厘米望远镜的目标瞄准照相机,用于在撞击舱飞向彗星过程中导航。25米/狼人综合狼人小说秒推进速度的推进系统,以推进必要的轨道修正和姿态控制。

功能

1、提供照片。撞击舱与探测器脱离、在撞向彗星彗核的前2秒,撞击舱利用其相机,在距离彗星大约20至300公里之间拍摄有史以来最清楚的彗核照片。2、撞击彗核,产生动能相当于4.5吨TNT炸药爆炸时的能量。

深度撞击 狼人综合狼人小说编辑

新华网洛杉矶7月3日电太平洋时间3日22时52分(北京时间4日13时52分),美国宇航局“深度撞击”号探测器释放的撞击器“击中”目标——坦普尔1号彗星,地面控制大厅里一片欢呼,“炮轰”彗星大片正式上演,整个程序花了3.7秒。成功发射
这项史无前例的“炮轰”彗星计划始于1999年11月1日,美宇航局于2005年1月12日13时47分08秒574毫秒成功发射“深度撞击”号探测器。在4日撞击彗星之前,“深度撞击”号走过了4.31亿公里的漫长太空之旅,终于迎来了与坦普尔1号“亲密接触”的激动人心时刻。
撞击器击中彗星的彗核后,会在其表面轰出“弹坑”,使其内部物质暴露出来供研究。据预测,撞击会造成彗核表面的冰雪、尘埃等溅起,好比在太空中放出一个大“焰火”。
科学家们认为,彗核中含有太阳系初生时遗留的物质,希望借助此次撞击对太阳系诞生的过程有更多了解。美宇航局专家表示,这次撞击不会改变彗星的轨道,也不会对地球构成危险。

简介 编辑

这项史无前例的“炮轰”彗星计划始于1999年11月1日,美宇航局于美国东部时间2005年1月12日13时47分08秒574毫秒在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地17B发射台成功发射“深度撞击”号探测器。在4日撞击彗星之前,“深度撞击”号走过了4.31亿公里的漫长太空之旅,终于迎来了与坦普尔1号“亲密接触”的激动人心时刻。  撞击器击中彗星的彗核后,会在其表面轰出“弹坑”,使其内部物质暴露出来供研究。据预测,撞击会造成彗核表面的冰雪、尘埃等溅起,好比在太空中放出一个大“焰火”。  科学家们认为,彗核中含有太阳系初生时遗留的物质,希望借助此次撞击对太阳系诞生的过程有更多了解。美宇航局专家表示,这次撞击不会改变彗星的轨道,也不会对地球构成危险。

撞击过程 编辑

寻找目标

撞击器将以3.7万公里/小时的速度撞击彗星的彗核,其威力相当于4.5吨TNT烈性炸药的爆炸威力,将在彗核表面撞出一个数十米深、足球场那么大的环形坑。这次碰撞将导致大量彗核物质向宇宙空间喷射而出,从而使彗星亮度明显增加,届时地球上的天文爱好者使用双筒望远镜甚至肉眼就可以看到这枚彗星。  在5月初到达距离地球1600万公里的最近轨道后,坦普尔1号彗星将在6月份开始朝着远离地球的方向运行,但是仍然在接近太阳。在6月的夜晚,我们能够观测到它在天空中室女星座东南部偏南处。这段时间它的亮度不会有太大改变,但是亮度为10等,只及肉眼能见的最黯淡恒星亮度的1/40.  在接下来的几周里,室女星座和坦普尔1号彗星将逐渐向西南天空移动,它们在夜幕降临后出现,并在午夜后消失于地平线。

撞击之夜

7月4日,“深度撞击”号探测器将靠近彗星并转向离彗星500公里的安全距离,这时它将向彗星发射一枚撞击器。在接下来的24小时里,如果天气允许,地球上的大部分地区都将能够看到这次撞击引发的“太空焰火”。  多数彗星专家认为,在撞击后掀起的彗星尘埃云将逐渐膨胀,坦普尔1号彗星亮度可能会增加到6等,这是肉眼能见的最低亮度。因此,届时如果天气状况良好,有经验的天文爱好者可能不需要任何光学仪器就能看到它。  另外一种不确定性是亮度提高的持续时间。最好的结果是,坦普尔1号彗星可能会在撞击后数小时内变亮15到40倍。那么只要确定了室女座角宿的位置,你就能在它左边(东边)的天空中找到一个小小的绒毛状的亮点,这就是坦普尔1号彗星。  “深度撞击”探测器上还安装了专业摄像机,将在整个撞击过程中进行全程拍摄。撞击任务完成后,美国宇航局的“哈勃”和“钱德拉”两架轨道望远镜将继续对该彗星进行观测研究。  尽管没有谁可以前往太空中的现场,近观“深度撞击”击中坦普尔1号彗星时在太空中所绽放出的灿烂“焰火”,但还是有成千上万的人守候在电脑、电视等媒体工具前,痴痴等候撞击的那一刻,期待与科学家们一起分享成功的喜悦。“深度撞击”,深深地震撼了许多人的心,也将深深地印在许多人的脑海里。  撞击已经完成,但对于科学家们来说,艰辛的工作不过才刚刚开始。科学家首先要关注的,无疑将是坦普尔1号彗星究竟被撞出了多深的洞,由此从彗核中暴露出来多少可能的太阳系原始物质,又能据此分析研究,带领人类穿越多么深远的时空隧道,去探寻宇宙深处的秘密?

重大意义 编辑

其一,科学家的发现将帮助我们对太阳系诞生的过程有更多了解,并将对探索生命的起源、地球上水的来源也有重大意义。天文学家猜想,包括地球在内的行星,大约39亿年前可能都曾受到彗星的密集轰击,而不久后地球上就出现了生命,两者之间可能有联系。如果能由此在回答“人类从哪里来”的问题上有所帮助,此次撞击的意义更将惠及全人类。  其次,整个过程的航天器无人控制技术堪称完美,而这对人类未来远足外空,离开蛰居许久的地球家园,前往外空开辟新的乐土,也将具有重大意义。  再者,以如此一种好莱坞大片的方式进行的“深度撞击”,无疑能激发出人类更多的想像,吸引更多的人投身科学探索。或许在许多人的眼中,科学研究总是枯燥无味的,而空间探索则更往往是“虚无缥缈”的。但“深度撞击”吸引了无数的眼球,当他们在今后仰望苍穹的时候,心中或许会萌发出更多从事科学探索的激情。而这,或许远比传统教科书式科普教育的效果要来得更好。  可能有人会说,“深度撞击”耗资3.3亿美元,如此巨资是否值得?然而,比较一下吧,一架B-2轰炸机的单价高达21亿美元,当它在地球上留下深坑的同时,留在人类心灵里的伤害,又是多么深重呢?  “香消玉殒”在宇宙深处,“深度撞击”留给人类的,绝非仅仅只是一场华美的“焰火”表演。

公众七问 编辑

坦普尔一号

庞之浩介绍,“坦普尔一号”彗星是在1867年被发现的,绕太阳运行一圈需5.5年。之所以选择“坦普尔一号”是有理由的:首先人类对它已有100多年的了解,比较熟悉它的轨道特征、自转特征等情况,而且目前它正处于中年时期,比较具有代表性;其次,它距离地球比较近,飞船到达它的彗核所需时间仅为半年。它不是新进入太阳系的活动型彗星,不会连续地向外喷发气体,比较容易看清楚彗核的外部特征,有利于研究彗核的内部结构;还有就是,它可以飞到离地球比较近的地方,撞击后适宜地球上的公众进行观测。

是否会威胁到地球安全

庞之浩说,这次撞击是在距离地球15000万千米时进行的,虽然到时将产生相当于4.5吨TNT炸药爆炸时的能量,但相对于这样一个遥远的距离,这样的能量是绝对不会威胁到地球的。联系“坦普尔一号”彗星的大小情况,我们可以得出这样一个比喻,“深度撞击”撞击“坦普尔一号”彗星就像蚊子冲进一架波音747飞机。撞击器撞击彗核的相对速度是10.2千米/秒,这将使得彗星的速度变化0.0001毫米/秒,使得彗星的近日点减少10米,轨道周期减少数远小于1秒。与此相比,当彗星在2024年通过木星附近时,其近日点将变化为3400万千米。换句话说,“坦普尔一号”彗星因“深度撞击”引起的变化与彗星通过木星相比完全可以忽略。

确保准确击中彗核

撞击器携带能提供25米/秒推进速度的肼推进系统,以推进必要的轨道修正和姿态控制。导航系统使用肼推进器将飞行路径变化控制在1毫米/秒的精确度内。另外,曾在“深空一号”探测器上试验过的自动导航软件也“帮助”撞击器准确执行过任务。“深度撞击”探测器的有关专家认为,错过目标的几率小于1%。

撞击器主要材料为铜

彗星看上去像是一个浓烟滚滚的火球,但实际上它是由冻结的水、岩石和气体物质凝聚成的,其成分不含有铜元素。因此,铜为主要材料的撞击器撞击彗星彗核后不会混淆彗星物质组成,科学家能够更容易地区别检测出彗星成分。

撞击成功后的结果

大概会出现6种可能:  (1)按预定推算,在彗核上形成一个足球场那么大的撞击坑,75%的抛射物质降落到彗星表面。这种情况说明彗核是由疏松的、原始的、未受影响的物质组成。  (2)如果彗核是由固态的冰物质构成,撞击后会形成一个普通房间大小的弹坑,50%的抛射物质降落到彗星表面。这种情况说明彗核不是原始的、未受影响的物质组成,彗星在撞击下能很好地保持在一起。  (3)撞击坑直径比预期的更小,坑很深,但产生一个很小的抛射锥角,说明彗星物质太疏松。  (4)若彗核由一些与泡沙岩类似的坚硬多空的岩石组成,则碰撞只能把彗核物质进一步挤压紧密。  (5)假如彗核是由高密度的粉末状物质组成,撞击器可能会“穿星而过”。  (6)彗星在撞击后被冲碎瓦解。

如果撞击不成功会怎样

美国宇航局做了两手准备,如果“深度撞击”没有按预期的计划击中“坦普尔一号”彗星的话,那么它会继续飞行,去探测另外6个替代彗星。

撞击彗星的意义

彗星彗核的内部保存了彗星形成和演变过程的重要信息,对于研究彗星乃至整个太阳系的起源和演变都是非常重要的。这次人类亲密“接触”彗星,不仅能首次获取大量彗核碎片样本,为人类探索太阳系起源提供新的线索,而且还能为地球避免与小天体相撞提供有用的数据。

幕后故事 编辑

时间

“选择美国‘独立日’是噱头”  “深度撞击”计划从酝酿到今天,经过了近30年时间。为了保证计划成功,科学家对于计划的每一个组成部分都进行了精心挑选。比如撞击器的重量就几经增减,多一分则可能使预算超支,少一分则可能降低撞击威力;撞击对象“坦普尔1号”直径6公里,个头大,“靶子”也大,而且算是彗星中“循规蹈矩”的一员,很容易被预测到将要出现的位置。最重要的是,它自转速度慢,可以保证千辛万苦撞出来的撞击坑不会在短时间内转到人类观测不到的彗星另一面去。  约曼斯博士向记者透露,其实,在7月4日美国“独立日”这一天进行撞击,也是经过“深度撞击”计划小组精心选择的。说白了,这是美国宇航局搞的一个“噱头”。  “根据我们的计算,‘坦普尔1号’将在7月5日这一天来到它的近日点,也就是它自身轨道上离太阳最近的位置。按照‘深度撞击’计划的要求,我们必须选择彗星离太阳和地球都比较近的时候进行撞击。因此,只要是在7月5日前后一到两周时间里,任何一个日子都可以是理想的撞击时间。大家一琢磨,不如选7月4日‘独立日’,听起来不是更酷吗?”

动机

“哈雷彗星激起科学家好奇心”  根据预测,撞击器一旦击中彗核,将产生一个不下30米深、足球场大小的撞击坑。然而,如果彗核比预计的要坚硬,撞击器打出的坑洞不大,喷射出来的彗核物质较少,人们盼望的“太空焰火”的绚丽景象也将难以出现。  不过约曼斯博士表示,对于撞击坑大小的猜测,是建立在科学家目前对于彗核物质构成判断上的。不同的撞击坑形成过程,将为天文学家提供颠覆性的崭新认识。所以,“深度撞击”科研小组成员已经做好心理准备,迎接各种意料之外的撞击结果。  “‘深度撞击’计划的目的,不是为了证明我们固有的观念,而是为了挑战神秘的未知。要知道在此之前很长一段时间,天文学家都相信,彗星就是一颗颗裹着灰尘的肮脏大冰球。1978年,科学家艾伦·德拉米尔和美国国家光学天文台的迈克·贝尔顿无意中发现,著名的哈雷彗星是个不折不扣的‘煤球小子’,彗核外壳比煤还要黑。这激起了科学家研究彗星物质构成的好奇心,‘深度撞击’计划由此诞生。”  “根据我们目前的推测,‘坦普尔1号’应该是一颗结构疏松、重力小、易碎的彗星。因此我们判断,应该可以撞出一个100米直径的坑洞来。不过,如果这颗彗星是一个坚硬的大冰球,那么坑洞形成的时间会远远短于目前猜测的200秒,撞击坑的尺寸会比较小、但是更深,也会有更多的喷射物脱离彗星。不排除还有第三种可能性,那就是‘坦普尔1号’的内部物质像聚苯乙烯泡沫塑料一样松软,那么几乎不会造成什么坑洞,也几乎没有什么喷射物。”  “所以说,不同的撞击结果,可以为我们提供不同的认识。‘深度撞击’计划的目标,就是为了研究彗星的内部构成。‘坦普尔1号’到底是一个坚硬的大冰球、层层包裹的‘大洋葱’、外壳坚硬的‘空心汤团’、还是一块不堪一击的‘鸡蛋布丁’?通过摄像器材,我们可以了解到它的外部形态;通过撞击,我们可以研究它的内部构成。不管获得什么,我们都会为崭新的发现欢呼雀跃。‘深度撞击’计划最迷人的地方在于,我们真的不知道将要面临怎样的结果。”

撞击

“像一只蚊子冲进客机”  此次“深度撞击”行动和美国曾经拍摄的一部电影《深度撞击》同名,如果看过当年的影片,也许人们会担心,一个探测器去撞击彗星,会不会对地球造成不利影响?撞击的碎片万一飞到地球上,可怎么办?  事实上,科学家已经对此进行了严密的考察和计算。“坦普尔1号”是一颗运行轨迹不可能威胁到地球的彗星,经过估算,撞击会使彗星的速度每秒钟增加万分之一毫米,但这也只是使它原来5年半的轨道运行周期减少1秒而已。而且,撞击发生时,“坦普尔1号”彗星远在地球1.32亿公里以外,它的碎片也不可能撞上地球。  对于撞击产生的影响,约曼斯博士形象地比喻说:“从科学角度来看,这一撞击就好比让一只蚊子冲进一架波音767客机,完全不会影响到彗星本身的运行轨道。”  未来  “小天体的威胁真实存在”  约曼斯博士在接受采访时也坦言,小天体对于地球和人类构成的威胁不容忽视。不过他一再强调,“深度撞击”计划与“小天体威胁论”毫无关系,科学家研究彗星的物质构成,绝对不是为了将来能够将它们炸飞做准备。  “电影《深度撞击》中的场景,对于我们大多数人来说,仍然是科幻影片中的‘胡思乱想’。不过,小天体的威胁真实存在。从几百万年的漫长时间来看,人类死于彗星或小行星撞地球的几率,与在飞机坠毁事故中丧生的几率是一样的!”  “根据估计,从1998年到2008年之间,大约会有2000个直径在1公里以上的小行星和彗星靠近地球,一旦与地球相撞,足以造成全球性的影响。但此次‘深度撞击’计划的目的,仅仅是在于了解彗核的内部物质构成,以此帮助人类了解太阳系形成初期的物质形态,而不是为了对可以导致彗星偏离轨道或者直接将其摧毁的方法进行实验。”
美国东部时间2010年11月4日10时(北京时间4日22时)左右,“深度撞击”探测器飞至距离“哈特利2”号彗星694千米处对其进行拍摄。
7月4日,美国宇航局的“深度撞击”彗星探测器将与坦普尔1号彗星在太空深处上演一场亲密接触的精彩大戏。现根据美国宇航局官方公布的“剧本”,摘要如下:
  1、导演:众多大腕联手执导,云集业界顶尖机构及科研院校、企业等,包括美国宇航局及其喷气推进实验室、马里兰大学等高校以及“鲍尔”航天科技公司等企业。
  2、剧本创意:30年多前,英国科幻作家阿瑟·克拉克在一本名为《2001》的作品中构想出“撞击彗星”的创意,引起了诸多航天大腕的兴趣。经过不断改进、完善后的计划,最终于1999年7月被美国宇航局等方面采纳。
  3、时间:格林尼治时间7月4日凌晨5时52分(北京时间4日13时52分)。
  4、地点:距地球1.3亿公里的太空深处,室女座中最明亮的星体角宿一附近。
  5、主角一:“深度撞击”彗星探测器,于今年1月12日发射升空,迄今已在太空中飞行了近4.3亿公里。它由两部分组成,一是飞行器,负责提供动力并携带有诸多科学仪器;二是用来轰击彗核表面的撞击器,体积相当于一台普通家用冰箱,重370公斤。
  6、主角二:坦普尔1号彗星,它由德国天文学家坦普尔于1867年发现并以他的名字而命名,这颗彗星在火星和木星之间、围绕太阳的椭圆轨道运行,彗核自转周期约42小时。
  7、剧情梗概:北京时间7月3日14时07分,“深度撞击”彗星撞击器从其搭载的母船探测器中被释放出来,并开始调整飞行姿态和速度,等待与坦普尔1号的约会。约24小时后,坦普尔1号彗星如约而至,两者将以约每秒10公里的相对速度“激情”相撞。
  8、摄像:此次拍摄规模庞大,各路高手精英尽出。太空中,美国的“哈勃”、“斯皮策”、“钱德拉”和欧洲的“牛顿”天文望远镜等会从各个波段观察;地面上,美国基特山天文台、欧洲南方天文台、我国南京紫金山天文台等也会持续监测。在能见度好的情况下,西半球某些地区如智利的人们或许也可借助高倍望远镜参与“实录”。
  9、投资及制作:“深度撞击”共耗资3.3亿美元,“深度撞击”计划自今年1月12日发射探测器开始,7月4日上演撞击一幕,约一个月后传回首批相关数据,再经历约几个月的数据分析时间,整个项目要一直到2006年3月才将宣告结束。[1]
人民网2月17日电 大约6年前,美国发射的“深度撞击”宇航器同“坦波尔-1”彗星发生“太空冲撞”。2月14日,美国发射的“星尘”探测器从这颗遭到撞击的彗星身边飞过,并且拍到了彗星表面被撞击后留下的“明显伤痕”(一座小环形山)。
  据悉,当年承担撞击任务的宇航器重约360公斤,在“坦波尔-1”彗星上“撞”出了一块足球场大小的伤疤。由于撞击产生的尘土太大,美国当时根本无法拍摄到任何现场画面。幸运的是,“坦波尔-1”彗星在环绕太阳运行一周后,与携带摄像机的“星尘号”擦身而过。
  美国宇航局介绍,承担拍摄任务的“星尘”探测器于1999年发射升空,并成功完成了“采集彗星样本”并将其送回地球的既定任务。在接近“坦波尔-1”彗星时,曾遭到一些“太空物质”撞击,但探测器上的保护层确保拍摄装置安然无恙,并得到了几十张珍贵照片。[2]
参考资料
词条标签:
航空航天 影视作品 天文