羅塞塔號歷史性任務將以撞擊彗星結束

雖然有其他選擇,但在下降過程中拍攝的超近距離照片將提供豐富的科學資料

自名為“菲萊”的探測器著陸彗星創造歷史以來,已過去一年。執行此壯舉的團隊正在策劃另一種著陸方式。明年九月,歐洲航天局將讓“菲萊”號的母艦“羅塞塔”號儘可能溫柔地撞擊這顆冰冷的塵埃球。

這一戲劇性的舉動將使任務戛然而止,並讓“羅塞塔”號豐富的感測器和儀器獲得迄今為止彗星最接近的觀測。“撞擊著陸為我們提供了我們所能期望的最好的科學任務終結,” “羅塞塔”號專案科學家馬特·泰勒說。

對於科學家來說,這次撞擊將是情緒化的,其中一些人自1993年任務開始以來就一直參與其中。“會有很多眼淚,” 泰勒說。


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“羅塞塔”號軌道器於2004年發射,十年後,當這顆岩石從太空深處向太陽執行時,追上了67P/丘留莫夫-格拉西緬科彗星,並在幾個月後的11月12日將“菲萊”號降落到彗星表面。 自七月以來,科學家們就沒有收到“菲萊”號的訊息,也不知道是否會再次收到訊息,但“羅塞塔”號從軌道上勘測彗星的工作正在全面展開。然而,軌道器不能無限期地保持這項工作。該任務的資金將於2016年9月用完,屆時67P/丘留莫夫-格拉西緬科彗星將返回太空深處,在那裡太陽能軌道器接收到的陽光太少而無法工作。

一年多來,關於如何處置“羅塞塔”號的討論一直在持續。 “羅塞塔”號飛行主管安德里亞·阿科馬佐表示,理想情況下,“羅塞塔”號會在彗星留在太空深處時休眠,然後在 67P 再次接近太陽時在 4 或 5 年後重新啟動。但阿科馬佐說,太空深處的寒冷可能會損壞航天器;其他人則擔心燃料和其他資源會耗盡。此外,該任務的許多首席研究員(PI)在 20 多年前就開始了他們的工作,伯爾尼大學的行星科學家卡特琳·阿爾特維格開玩笑說,“讓一箇舊實驗與舊的PI一起進入休眠狀態毫無意義”。

撞擊著陸“羅塞塔”號是去年出現的首選方案,但直到現在,軌道器導航員和操作員才開始研究如何進行。 “羅塞塔”號迄今為止最接近彗星的一次是在距離表面 8 公里的地方,當時它發射了“菲萊”號。任務經理帕特里克·馬丁說,目前的想法是讓“羅塞塔”號在明年8月螺旋下降到類似的距離,然後在9月以橢圓軌道越來越近,最終撞擊,但這仍然可能改變。

雖然“菲萊”號在下降過程中發回了一些資料,但“羅塞塔”號擁有更強大、更多樣的感測器和儀器。軌道器也將比“菲萊”號下降得慢得多,使其能夠收集更多資料和更好的圖片。例如,一旦到達 4 公里處,“羅塞塔”號應該能夠區分從鴨子狀彗星的兩個葉瓣中逸出的氣體,以確定這些區域的成分是否有所不同,阿爾特維格說,她是 ROSINA(用於離子和中性分析的羅塞塔軌道器光譜儀)團隊的負責人。這可以揭示每個葉瓣形成的周圍環境。

“羅塞塔”號的相機將獲得迄今為止彗星表面分辨率最高的照片——一旦航天器距離表面 500 米以內,每畫素小於 1 釐米,羅塞塔號的 OSIRIS(光學、光譜和紅外遙感成像系統)首席研究員霍爾格·西爾克斯補充道。這將使研究人員能夠觀察表面特性,並將這些特性與“羅塞塔”號從軌道上觀察到的彗星活動聯絡起來。

結束
“羅塞塔”號下降時能將資料發回任務控制中心的距離,將取決於工程師是否能夠設計出最終軌跡,使得航天器撞擊到彗星面向地球的一側。在靠近彗星時進行導航將很困難,因為彗星的引力場不均勻,但航天器操作經理西爾萬·洛迪奧特希望軌道器能夠傳輸到最後時刻。

他說,無論著陸多麼輕柔,這次撞擊都將絕對是任務的終點。 “羅塞塔”號的設計是在軌道上進行機動,一旦它到達彗星表面,它將無法再將其天線指向與地球通訊。同樣,它也將無法調整其太陽能電池陣列的角度,因此它將失去動力,洛迪奧特說。 “一旦我們觸控、撞擊或墜毀,無論你怎麼稱呼它,遊戲就結束了。”

不過,在此之前,該任務仍有許多事情要完成。隨著彗星接近太陽,它會升溫,汽化的冰會使越來越多的氣體和塵埃從其表面噴湧而出。 “羅塞塔”號不得不撤退到一個更寬的軌道,以防止灰塵混淆其導航系統。但是,現在彗星正在加速遠離太陽,任務科學家們正在享受將“羅塞塔”號駛回的機會。當時的優先事項是獲取影像,以便比較彗星在繞太陽執行之前和之後的情況,以及近距離觀察南部半球,該半球在5月之前大部分處於黑暗之中,並將於3月再次消失在視野之外。

“羅塞塔”號還將繼續傾聽“菲萊”號的聲音。 鑑於公眾對與著陸器有關的任何事情都抱有濃厚的興趣,“羅塞塔”號的結局將為這個故事畫上圓滿的句號,阿爾特維格補充道。“這樣,羅塞塔就可以和菲萊一起在彗星上幸福地生活下去。”

本文經許可轉載,並於2015年11月4日首次發表

Elizabeth Gibney is a senior physics reporter for Nature magazine.

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