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罗塞塔项目宣传片曝光 人类探测器首次登陆彗星


来源:光明网

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借助CIVA 相机设备,罗塞塔飞船拍摄了这张“帅气自拍照”,图像中可以看到远处的67P/楚留莫夫-格拉希门克彗星,此时飞船距离彗星仅有大约16公里

Ambition the film~《雄心》- 欧空局罗塞塔项目宣传大片

Philae的主着陆点,由罗塞塔上的OSIRIS窄角相机所拍摄。

【罗塞塔飞船项目简介】

罗塞塔彗星探测计划是欧洲空间局“视野2000”-奠基石(ESA Horizon 2000 cornerstone)计划旗下的探测任务,也是人类历史上首次围绕一颗彗星运行并在其表面着陆的探测器。整个项目耗资约13亿欧,约合107亿人民币。

罗塞塔飞船得整个项目的目标是在67P/Churyumov-Gerasimenko彗星上释放一颗着陆器。按照计划,这项太空登陆行动即将在2013年的11月份展开。罗塞塔探测器本体在2014年的1月份便已经被唤醒。

罗塞塔飞船上还携带有一颗重约100公斤的小型着陆器,名为“菲莱”(Philae)。这是以埃及尼罗河中发现罗塞塔石碑的一座小岛的名字命名的。在2014年的11月份,这艘着陆器将会与母船分离,并使用特殊的“鱼叉”三足固定系统着陆彗星表面。这将是人类历史上首次着陆一颗彗星的表面。

着陆器“菲莱”上一共装备了11台设备,同时它自身则被搭载在罗塞塔飞船母体上。这个组合体于10年前发射升空。当开始实施计划时,这台100公斤重的登陆器将使用独特的鱼叉系统叉住彗星松散的表面并将自己固定在上面。彗星的引力太小,无法对探测器施加足够大的影响使其降落在其地表,因此必须采用这样的主动捆绑措施。

上周,罗塞塔飞船还传回了另外一张自拍照,展示了它40米长的太阳能帆板的一部分,在黑暗的太空中闪闪发光。这张图像拍摄时它距离彗星约50公里

11月份的着陆壮举

CIVA设备的全称是“彗星红外与可见光分析仪”,是安装在菲莱着陆器上的科学载荷之一。

CIVA设备本身包括多台仪器,其中CIVA-P包含7组微型相机,它们环绕着陆器的顶部排布,用于摄取着陆区全景图像,而CIVA-M则是红外/可见光显微成像仪/分光计,其作用将是对着陆区的地表样品的成分,结构以及反照率进行观测分析。10月7日拍摄的这张自拍照是菲莱着陆器的最后一次拍摄,此后在11月12日,菲莱将会与罗塞塔探测器分离并准备着陆彗星。

下次拍摄同样将由CIVA设备完成,时机则是在菲莱着陆器与罗塞塔母船分离之后不久,此时CIVA将回眸拍摄刚刚分离的罗塞塔飞船,作为一种特殊的告别礼。一旦着陆器安全降落彗星地表,这台设备将承担拍摄着陆区360度全景图像的重任,其中还包括立体图像。

菲莱采集的这些图像和其他数据将提供关于这颗彗星表面特定地域的关键性就位探测信息,从而对罗塞塔飞船采集的彗星整体数据构成细节补充与验证。这一覆盖彗星地表和轨道的联合观测体系将持续运行至2015年,届时彗星的活动将变得更趋激烈。

就在上个月,欧空局宣布选定67P彗星较小一端的一个宽度大约4公里的区域作为“菲莱”的预选着陆区。11月11日,罗塞塔飞船将开始执行具有高度风险的在轨机动,并释放着陆器,一旦成功,这将成为人类首次登陆一颗彗星表面的壮举。

在德国的任务控制中心,科学家们希望外形似蜘蛛一般的菲莱着陆器将发回重要数据,从而回答一些有关地球上水体起源甚至生命起源方面的重要问题。

罗塞塔飞船将在距离彗星大约10公里远处释放菲莱着陆器。11月11日前后,这台重量约220磅(100公斤)的着陆器将尝试降落彗星表面。整个下降的着陆过程将持续约7小时。

这张图表展示了Philae在各个阶段会用到的装备。

在下降过程中,着陆器上携带的仪器将不间断的进行图像拍摄以及其他观测活动。

菲莱将以人类步行一般的速度轻缓地尝试在彗星表面降落,并使用钻头和鱼叉系留系统将自己固定在彗星表面。一旦安全着陆,菲莱将立即着手拍摄并回传着陆区360度全景图像,以便帮助地面科学家们判断其着陆的具体方位。接下来着陆器还将开展彗星地表钻探取样并将样品送入自带的实验舱进行化验分析。而与此同时,罗塞塔飞船还将通过无线电实验探查这颗彗星的内部结构信息。

而为了达成科学考察目的,罗塞塔飞船上一共搭载了11台科学设备,包括:

ALICE——紫外成像光谱仪,用于彗发与彗尾的气体成分分析,彗核水汽与二氧化碳/一氧化碳产生率观测,并协助判定彗核成分;

CONSERT ——彗核探测与无线电通讯实验,借助无线电在彗核表面的反射/散射信号特性,研判彗核内部结构;

COSIMA——彗星二次离子质谱仪,分析彗核释放出的尘埃颗粒性质,包括判别其物质成分,以及是否含有有机物;

GIADA——颗粒碰撞分析仪/尘埃采集器,用于测量尘埃颗粒的数量,质量,动量与速度,分布状况等信息;

MIDAS——微成像尘埃分析系统,分析彗星周围的尘埃环境,包括尘埃数量,大小,分布,形态等等;

MIRO——罗塞塔轨道器微波设备,用于判定主要气体丰度,彗核表面排气率,以及彗核浅地表温度;

OSIRIS——光学,光谱与红外遥感系统,拥有广角/窄角相机,可以获取高分辨率彗核图像;

ROSINA——罗塞塔轨道器离子与中性粒子光谱仪,包含两台探测设备,可以对彗星的大气/离子层进行考察;

RPC——罗塞塔飞船等离子体科学包,包括5台设备,对彗发进行分析,并监测彗星与太阳风粒子间的相互作用;

RSI——无线电科学实验,利用无线电信号频率偏移测量彗核的质量与引力场参数,反演彗核内部结构与密度状况,并进行轨道测定和彗发研究;

VIRTIS——可见光与红外热成像光谱仪,研判彗核固体物质成分,并测量地表温度,并帮助选取着陆器的着陆位置;

菲莱着陆器上同样安装有通讯天线,但它必须通过罗塞塔母船的中继才能将数据传回地球。菲莱上一共安装了9台科学设备,设备总重约21公斤。另外它还携带了钻探设备,用于在彗核表面进行钻探取样,这9台科学载荷包括:

APXS——阿尔法粒子-X射线光谱仪,它将会被置于距离地面仅4厘米左右的位置上,探测物质的阿尔法粒子/X射线辐射特征,从而分析其地表元素成分;

CIVA——全景相机,其一共包括6台完全相同的小型相机,用于拍摄彗核地表的全景图像,另外还包括光谱仪,用于分析从彗核地表获取样品的成分,结构以及反照率分析;

CONSERT——彗核探测与无线电通讯实验,借助无线电在彗核表面的反射/散射信号特性,研判彗核内部结构;

COSAC——彗星取样与成分分析仪,通过元素与分子信息分析彗星上复杂有机分子;

PTOLEMY——演化气体分析仪,用于对较轻元素的同位素分析;

MUPUS——地表与次地表多功能科学包,测量彗核表面的密度,热量与机械性质;

ROLIS——罗塞塔着陆器成像系统,这是一台CCD相机,用于在着陆彗核的过程中拍摄高分辨率图像,并拍摄其他设备取样区域的高清图像;

ROMAP——罗塞塔着陆器磁强计/等离子体监测仪,用于研究彗星磁场以及彗星/太阳风相互作用机制;

SD2——取样与分发设备,可以钻探进入彗核地下最深20厘米,并自动向不同分析设备进行样品分发;

SESAME——表面电性与声学监测装置,测量彗核以及彗核周围空间的声学与电学性质;

科学公园讯(RhettZhang/译)彗星闻起来的气味怎么样?事实证明,比较糟糕。欧洲空间局的罗塞塔探测器发回的数据显示,丘留莫夫-格拉西缅科彗星(67P/Churyumov-Gerasimenko)闻起来是臭鸡蛋、猫尿和苦杏仁的混合气味。

事实上,糟糕的气味是个好消息。产生这种气味的那些分子——硫化氢、氨气、氰化氢——是与冷冻的水及二氧化碳混合在一起的,因此罗塞塔上的光谱仪一开始并没有探测到它们。直到彗星接近太阳、温度升高之后这些物质才得以发现。在这些混合物中还发现了甲醛、甲醇和二氧化硫。

“这感觉很美妙。你苦苦等待了10年,现在它突然出现了,”瑞士伯尔尼大学的凯萨琳阿尔特韦格(Kathrin Altwegg)说,她负责罗塞塔的电子鼻,也就是被称为“罗塞塔轨道器离子和中性分析光谱仪”(ROSINA)的探测设备。“令人惊奇的是,距离太阳这么远,(彗星表面)就已经有如此丰富的化学成分挥发出来。”

随着冰冻的彗星温度继续上升,ROSINA将能够探测到更多复杂的分子。阿尔特韦格准备把该彗星的分子组成与其他已知的“脏雪球”进行比对,尝试确认它们是否有共同的起源。

彗星源自太阳系早期演化剩余的碎块,罗塞塔的一个目标就是确定它们是否都有同样的物质构成。如果有某些彗星不同,那么就有可能解释地球上生命起源所需要的分子来源。

至于彗星的气味,由于这些分子的密度非常低,所以即使人们站在丘留莫夫-格拉西缅科彗星上也闻不到,阿尔特韦格说:“你可能需要一条很棒的狗才行。”

(完)

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