美国东部时间1月12日13时47分（北京时间1月13日凌晨2时47分），美国宇航局（NASA）按计划在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地成功发射了“深度撞击号”。距今半年后的7月4日，它所携带的撞击器将与“坦普尔1号”彗星在距地球1.32亿公里处相撞。它能如期完
成任务吗？它的使命是什么？它能给中国的太空探索带来什么样的启发和影响？记者为此走访了相关专家。
探测彗星有很多种方式
据美国宇航局发射主管奥马尔・贝兹透露,“坦普尔1号”可能是由冰、石组成的彗星,约14.4公里长,4.8公里宽。每隔5.5年,它就要进入太阳系的轨道飞行。到目前为止,人们对其内部结构一无所知。“深度撞击号”由飞越舱和自引导彗星撞击器两部分组成,前者体积相当于一辆轿车,而执行撞击任务的撞击器只有茶几大小,如果一切顺利,这个重达363公斤的“铜质飞弹”将在7月4日穿越“坦普尔1号”的彗尾、彗发,以每小时3.7万公里的速度直接命中直径6公里的彗星彗核。
这个空间计划是人类历史上第一次“转守为攻”,实际接触并深入探索彗星。科学家强调,撞击不会摧毁彗星或使彗星偏离其运行轨道进而撞击地球。美国宇航局喷气推进实验室“深度撞击”探测计划科学家唐・约曼斯说：“‘深度撞击’计划就好比让一只蚊子冲进一架波音767客机,完全不会影响彗星本身的运行轨道。当然,撞击积累的数据也会有用,一旦有彗星或者小行星的运行轨道与地球相交,我们有可能找到改变其轨道的方法。”
北京大学地空学院副教授焦维新在北大主讲“空间探测”课已经二十多年,也进行一些太空方面的科研工作。他说：“目前为止,人类探测彗星大概有四种方式,一是很传统的目测和望远镜观测,这方面人类几千年来有大量的观测经验和记录,它可以观测到彗星的运行轨道,却无法观测到其内部结构;二是卫星的发明和哈勃望远镜的升空使人们第一次近距离观测到彗星的结构,‘乔托号’和‘星辰号’等飞越飞船的发射将彗核的形状拍成照片,清楚地呈现在人类的眼前。迄今为止,人类已经拍摄到3颗彗星的彗核照片―――哈雷、伯莱尼和维尔德2号;三是返回式的飞行器,方法是派出飞船登陆某颗彗星,采集样本后返回地面,科学家再对其进行分析和研究,能了解取样点附近的物质特性;四就是‘深度撞击号’这样的撞击方法,接触的时间虽然只有13分钟左右,但也能获得大量成果。”
据了解,美国宇航局在十多年前就提出过类似的计划,但由于距离太远,巡航技术不成熟,要想在神秘难测的太空中、在一亿多公里外,命中一个6公里左右的移动目标,颇为艰难。现在,随着相关技术的成熟,加上精心的测量和计算,“深度撞击号”应当不会错失7月4日与“坦普尔1号”的“约会”。焦维新说 “很多技术的实现是‘多功能’的,大家可以想象,如果在上亿公里外都能命中目标,那么,在地球的微小范围内,以此技术对某个目标实施点对点的攻击和观测,也将不成问题。”
科学家认为,这次撞击错过目标的概率小于1%。为提高准确率,撞击舱携带了一台高精度彗星跟踪器,并使用自主导航系统进行导航。此外,由于密集的星尘会以10万千米/小时的速度撞击探测器,相当于子弹打在上面,容易损坏所载仪器,撞击舱还附着了一件由合成材料织成的“防弹衣”。
撞击能获得什么成果
据科学家推测,彗星由太阳系诞生初期的物质构成。由于它自身温度极低并处在温度极低的宇宙空间,因此太阳系诞生46亿年来,彗星可能始终保持着形成初期的状况,对它进行研究将有助于人类揭开太阳系形成和地球生命起源的奥秘。
碰撞前,撞击器将在最近的距离（根据彗星表面尘埃的厚度来定,可能是在离彗星20到300公里之间）拍下有史以来第一张“坦普尔1号”彗核照片。而探测器携带着最先进的多分辨率成像设备、红外线光谱分析仪及光学导航器等装置,将在距彗星约500公里处的地方进行观测。同时,天文学家们还将在地面组织一场国际规模的观测,美国宇航局的哈勃、斯皮策和钱德拉太空望远镜也将悉数上阵,全神贯注地全程监测“坦普尔1号”。
据了解,如果计划顺利,到达预定地点后,探测器将分4步完成任务：首先是靠近彗星;接着于2005年7月3日,在飞越舱接近彗星前24小时发射撞击器,撞击器预计将在直径不到6千米的彗核上撞出一个约10 15层楼深 约30米 45米 、横截面相当于一个足球场大小的“坑洞”,造成彗星内部物质溢出;撞击器被释放出去以后,飞越舱将会降低速度,改变航线,在距彗星500千米以内观测撞击过程,并将初始数据传回地球;最后,飞越舱靠近“坑洞”,收集彗星内部物质进行研究。
焦维新说：“由于人类对于宇宙的物质和元素构成已经基本掌握,所以,飞越舱在撞击前贴身拍下的高精度照片传回地球后,科学家用光谱分析仪等仪器就能了解到彗核物质基本成分。撞击后形成的洞穴大小和溅出物的方向也很能说明问题。”美国马里兰大学的天文学家赫恩教授认为,撞击成功可能带来五种结果：一是按预定推算,在彗核上形成一个足球场大小的“坑洞”;二是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“坑洞”;三是若彗核由一些与泡沙岩类似的坚硬岩石组成,则碰撞只能把彗核物质进一步挤压紧密;四是假如彗核是由高密度的粉末状物质组成,撞击舱有可能会“穿体而过”;五是彗星在撞击后被冲碎瓦解。
我国科学家能做什么
在国际太空界,2004年是“火星热”,预计今年在“土星热”之外,又会出现“彗星热”等。我国的“载人航天计划”和“探月计划”目前在有条不紊地进行中。那么,这次撞击彗星行动,能给我们带来什么样的思考和启示呢？
一些专家认为,21世纪是航天的世纪,紧密追踪世界航天科技先进动态,有利于提升和改善我国的太空探测水平;而许多知识将来是共享的,这些知识有利于提升大众对于宇宙的理解。北大地空学院教授傅绥燕说：“表面上看来,我们经常在‘讲别人的故事’。但我国科学家也必将有所作为。现在,太空探索很讲究国际合作,但由于诸多原因,我国在这方面参与得仍旧不够。但合作的基础是我们必须有自己过硬的本领,未必要每一项业务都杰出,只要在一两个点上能够实现突破,在世界上处于领先水平,也会很引人注目。”
焦维新呼吁,我国的太空探测计划应当做得更加有计划和有目的。他说：“像美国这样的国家,他们的太空计划是很有步骤的,既有当前任务,又有准备中的任务,还有规划中的任务和‘概念性任务’,走一步看三步;有些计划可能会更改,有些计划可能会取消,有些计划会合并,有些计划会壮大,这都没有关系,因为只要规划做得详细和明确,有项目领着,每个人的才能就会受到激发,资金的投入也有了‘准头’和信心,国家的实力也就上去了。所以,希望我国也能加强太空研究方面的统一和规划,用明确的项目来聚拢国内相关行业的人才。只有制订明确科研战略,才可能制订明确的人才发展战略,也才可能让大家学有所用,否则我们在这方面的科研成就,有可能与世界先进水平越来越远。”
