追逐彗星之旅
專欄
作者：苗千
11 月13 日，歐洲航天局發布由多張照片合成的影像，顯示彗星著陸器“菲萊”成功登陸67P 楚留莫夫-格拉希門克彗星
太陽係中的彗星如同候鳥，定時帶來遠方的消息，自古以來每當有彗星出現在天空，總會引起人們特殊的關注，認為它在試圖傳遞某種信號。2014年11月12日，歐洲航天局（European Space Agency）發射的“羅賽塔號”（Rosetta）航天器，在太陽係內飛行了64億公裏之後，於2014年8月6日在太陽係中與67P楚留莫夫-格拉希門克（67P/Churyumov–Gerasimenko）彗星彙合，並且釋放出菲萊著陸器（Philae lander），在格林尼治時間2014年11月12日17點32分首次軟登陸該彗星核。確認登陸的信號在太陽係中經曆了28分鍾傳回地球，這是人類科技文明進步的又一個曆史性事件。菲萊著陸器在彗星核上所進行的科學實驗，傳回地球的實驗數據都將永久地改變人類彗星研究的狀況，也會極大幫助人們理解太陽係的形成過程，以及生命的源頭。
人類近距離研究彗星始於20世紀80年代，蘇聯、日本、美國的航天器曾經試圖合作觀測哈雷彗星，拍攝照片，並且確定其彗星核的位置。1986年3月13日，歐洲航天局發射的“喬托號”（Giotto）航天器飛掠哈雷彗星，距離這顆著名的彗星最近時隻有596公裏。科學家們通過“喬托號”拍攝的照片了解了哈雷彗星的形狀並且估算了它大致的形成時間和組成成分。“喬托號”也在掠過哈雷彗星時受到了彗星噴射物質的攻擊，幾近損壞。
對於哈雷彗星的近距離觀察，產生了很多新問題，同時也讓科學家們開始考慮在一顆彗星上進行軟著陸的計劃。太陽係中存在著數以百計的彗星，歐洲航天局的科學家們首先麵對的一個重要問題就是如何確定一顆彗星進行著陸和研究。科學家們喜歡選擇那種表現活躍，在太陽係內的不同軌道都曾經被觀測到過的彗星，它的運行軌道最好接近黃道麵，這樣更方便研究和著陸，更重要的一點是，這顆彗星運行到太陽係內部的時間必須與“羅賽塔號”到達的時間相符合。
羅賽塔任務首先選中的目標是46P韋坦倫彗星（46P/Wirtanen），但是原計劃在2002年進行的火箭發射失敗，羅賽塔計劃被迫推遲到2004年。這時，另外一顆彗星進入了科學家的視野。67P彗星是在1969年由蘇聯科學家在基輔大學天文台所發現的，依照慣例以它的發現者命名，它的軌道周期很短，隻有6.45年，自轉周期也隻有12.4小時，因為這一類彗星的軌道都是受到木星的引力控製，因此被統稱為木星族彗星。目前人們認為這類彗星都是誕生於海王星以外的柯依伯帶，在這個充滿了小冰塊的區域裏，一些物體因為相互碰撞和引力的作用被拋離出來，成為彗星，向著太陽係內部進發。
科學家們通過分析67P彗星的運行軌道發現，直到1840年，它與太陽最近的距離也是地球與太陽之間距離的4倍（大約為6億公裏）——這離太陽太遠，無法使它自身攜帶的冰揮發而形成彗尾，因此也就無法被地球觀察到。這顆彗星在1840年與木星的一次相遇，因為木星的引力作用而改變了它的軌道，使它更加接近太陽係內部，與太陽的最近距離變為4.5億公裏，之後它與太陽的距離逐漸接近。到了1959年，這顆彗星與木星又一次相遇，這使它愈發接近太陽係的中心，與太陽的最近距離隻有不到2億公裏，從此之後變化不大，繞行太陽的周期也固定為6.45年。而這顆彗星核心的密度要比水低很多，科學家們認為它的內部可能是一個鬆散或多孔的結構，而且可能含有碳和其他有機物質。
“羅賽塔號”航天器在2004年3月2日由“亞利安5號”運載火箭在圭亞那太空中心發射升空之後，它的任務就是在2014年追上67P彗星，並且試圖在彗核上著陸，進行科學實驗，探測彗星表麵的成分，尋找與太陽係形成和生命起源有關的信息。
在這10年的旅程中，“羅賽塔號”通過總共64平方米的兩塊太陽能麵板收集太陽能，它曾經4次調整速度和運行軌道，還曾經為了節省能量進入深度休眠，最終，它在距離太陽4.5億公裏處與67P彗星相遇，此時彗星因為自身攜帶的物質發生升華，開始向外噴射灰塵，此後隨著越來越接近太陽，噴射出的灰塵顆粒也將越來愈大。“羅賽塔號”的目標就是在近距離將它所攜帶的菲萊著陸器投射到彗核表麵，實現軟著陸。