羅塞塔任務的科學家們已經選定了歐洲航天器自8月以來一直在環繞的彗星上的著陸點。他們表示,目標地點位於這個橡皮鴨形狀天體的“頭部”,將為安全著陸“菲萊”號——一個洗衣機大小的機器人探測器——提供最佳機會。
這次計劃於11月11日進行的軟著陸將是首次在彗星上嘗試著陸,並且充滿了風險。歐洲航天局任務的科學家們原本預計這個名為67P/丘留莫夫-格拉西緬科彗星的天體是一顆普通的馬鈴薯形狀的彗星,他們估計成功的機率為70-75%。但是,當羅塞塔號開始更近距離地觀察這顆彗星時,它的形狀讓專家們感到震驚(參見“鴨子形狀的彗星可能使羅塞塔著陸更加困難”)。
現在,儘管沒有新的計算結果,但專家們表示,成功的機率無疑降低了。歐洲航天局科學與機器人探索理事會的高階科學顧問馬克·麥考赫蘭估計,成功與失敗的機率大約為“五五開”。
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巴黎-南大學的行星科學家、首席著陸器科學家讓-皮埃爾·比布林表示,任務科學家團隊一致選擇了被稱為J點的著陸點,該點來自五個候選點的短名單。在法國國家空間研究中心(CNES)在圖盧茲舉行的為期週末的工程師和科學家會議的第一天之後,它就成為了最受歡迎的選擇。
比布林說:“這個地點並非在每一項技術和科學標準方面都是最佳的,但總體而言,它對任務的成功而言是迄今為止最好的。”
在精確編排的飛越過程中,羅塞塔號將從大約10公里的距離釋放“菲萊”號。從那裡,探測器將不受引導地漂向著陸目標,同時不斷消耗其主電池的寶貴能量。
一旦到達表面,著陸器應使用魚叉和螺釘固定自身並開始工作。麥考赫蘭說,儘管“菲萊”號上的儀器比羅塞塔號上的小,但它們仍將有助於校準從軌道收集的資料。“大型、強大的儀器在軌道飛行器上,但有很多事情我們只能在表面上完成,”他補充道。
J點的一個主要優勢是,與其他候選地點相比,它的位置允許從羅塞塔號下降的時間相對較短,只需7小時。飛行時間越短,著陸後兩天內,在陽光可以為著陸器的太陽能電池充電之前,就有更高的機會留下足夠的能量來充分執行“菲萊”號的所有儀器至少一次。
該區域的巨石也相對較少,這些巨石可能會導致“菲萊”號在著陸時傾覆,儘管該地點仍然包含懸崖和巨石。麥考赫蘭說:“彗星表面上沒有一個大型的希思羅機場,你可以說‘沒問題’。”“這真的是一場數字遊戲。”
這片高爾夫球場大小的彗星區域——面積約為1平方公里的橢圓形——也具有科學意義,因為它正好位於距離科學家們認為會變得更加活躍的兩個坑洞的幾百米處,隨著彗星更靠近太陽並升溫,這兩個坑洞將噴射出氣體和塵埃。比布林說,著陸器相對於羅塞塔號軌道的的位置也將為一種在兩者之間傳送無線電波的儀器提供最佳成功機會,該儀器旨在繪製彗星內部地圖。
任務團隊表示,他們很快就做出了決定,然後在會議的第二天大部分時間都花在了挑選備用地點上,即彗星主體上的C點。
比布林說,許多人認為彗星主體上的另一個備用地點在科學上最有趣——“菲萊”號可以從那裡觀察到彗星的兩個葉瓣及其非常活躍的“頸部”區域——但實際上甚至在會議之前就被排除了。他說,為了將“菲萊”號送到那裡,羅塞塔號需要下降到離彗星太近的軌道,並冒著失去整個任務的風險。另一個地點,一個最初被暱稱為“直升機場”的隕石坑,因為它看起來很平坦,但在第二輪中輸給了C點,因為C點具有更好的光照水平。
德國航空航天中心(位於科隆附近)的“菲萊”號著陸器經理斯特凡·烏拉梅茨說,從現在開始,任務將不得不“像鐘錶一樣運轉”。羅塞塔號目前在略低於30公里的距離繞軌道執行,但科學家們希望將其降低到更低的軌道高度,以便在10月12日之前更好地檢查表面,屆時歐空局計劃批准著陸。團隊正在爭分奪秒地收集儘可能多的資料,並在11月之前讓“菲萊”號著陸,之後彗星活動增強可能會損壞軌道飛行器。
麥考赫蘭說:“你肯定希望花未來三年時間來解決所有問題,但我們沒有那種奢侈。”
羅塞塔號已經追逐這團冰和塵埃十年了。在一月份從休眠中醒來後,它於八月份抵達目的地。此後,該航天器一直在從不斷縮小的軌道上繪製其目標,並將跟隨它繞太陽執行。
彗星67P/丘留莫夫-格拉西緬科彗星被認為自地球形成以來的46億年中幾乎沒有變化,因此它可能是關於早期太陽系的珍貴資訊來源,包括彗星是否在向早期地球播撒水和生命構件方面發揮了作用。
本文經許可轉載,最初於2014年9月15日首次發表。