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这颗彗星约一年后会撞击地球,它以240公里(149英里)的距离进行了彗星飞越

2019/12/15 16:57

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一位14岁的少年,在天文实验室里无意中发现了一颗不知名的彗星,其面积相当于纽约市,重约500兆吨,在受太阳引力作用下围绕太阳运行,但如果依其所在轨道运行,这颗彗星约一年后会撞击地球。为此,美国政府决定发射飞船“登陆”彗星,然后用核装置引爆或使它偏离原来的轨道以阻止这场灾难。但因对彗星结构了解不足,爆炸后分成的两部分继续飞向地球,飞船也与地球失去联系……几经波折,飞船终于与地球取得了联系,航天员们毅然启动核装置,奋不顾身地冲向大彗星块,使地球转危为安。这是好莱坞一部名为《深度撞击》(又名《彗星撞地球》)的科幻灾难片。7年后,美国给其探测器取与科幻片一模一样的名字,并真实地在太空上演了“深度撞击”。 

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  • 十博体育官网 ,名称:深度撞击探测器
  • 制造商:巴尔航天公司
  • 发射日期:2005年1月12日
  • 首次轨道发射:2005年1月12日
  • 发射地点:佛罗里达州,卡纳维拉尔角
  • 轨道:太阳轨道
  • 运载火箭:德尔塔Ⅱ7925

举世注目的美国“深度撞击”(DeepImpact)彗星探测器,于北京时间2005年7月4日下午13时52分首次撞击坦普尔1号(Tempel)彗星。该项目主要负责人赫恩教授说:“从太阳系形成至今,只有彗星的内部物质一直没有变化。在这之前,我们并不了解彗星内部的情况,因此我们希望通过这次‘深度撞击’收集彗星内部的信息。”此举是人类第一个实际接触并探索彗星的空间计划。 

  • 名称:星尘(Stardust)飞行器
  • 制造商:洛克希德·马丁空间系统公司
  • 发射日期:1999年2月7日
  • 发射地点:佛罗里达州,卡纳维拉尔角(空中发射)
  • 轨道:太阳轨道
  • 运载火箭:德尔塔II 7926
  • 纬度:28 ° 24'N
  • 经度:80 ° 37 W

有效载荷

  • (飞越飞行器):高清设备(多光谱相机和红外线分光计),中等分辨率设备(相机)(撞击探测器):中等分辨率设备(相机) ,撞击目标传感器。

为何掀起彗星探测热 

有效载荷

  • 气凝胶尘埃收集器,彗星和星际尘埃分析仪(CIDA),导航摄像机(NavCam),惠普尔防护罩尘埃通量监视器(DFM)。

结构尺寸

  • 3.3米×1.7米×2.3米(飞越飞行器),1米×1米(撞击探测器)

深度撞击美国十博体育官网 3

  “深度撞击”是NASA设计的通过使用撞击探测器撞击彗核来调查研究坦普尔彗星的探索计划的第八次任务。经过173天、4亿3100万公里(2亿6800万英里)的旅程后,2005年7月4日“深度撞击”飞越了坦普尔彗星。在脱离彗星一天后,飞越飞行器开始部署撞击探测器。在撞击探测器撞击彗星时,飞越飞行器已经离开彗星8606公里(5348英里)了。撞击探测器在撞击发生后14分钟达到与彗核的最短距离,大约为500公里(310英里)。

近年来,人类对彗星越来越感兴趣,尤其在2004年掀起了彗星探测的新高潮。 2004年1月2日,飞行已久的美国“星尘号”彗星探测器与怀尔德2号彗星交会,不仅拍摄了彗星的照片,还在离彗核很近的地方用密度极低的氧化硅气溶胶首次获取彗核物质。这些彗核物质样本可为宇宙形成和地球生命起源的研究提供重要线索。2004年3月2日,欧洲空间局发射其第一个彗星探测器“罗塞塔”。它将经过10年的长途跋涉进入楚留莫夫-格拉西门克彗星轨道,并向该彗星“着陆”,这在人类航天史上也前所未有。现在美国又把“深度撞击”彗星探测器送上太空,“上演”惊心动魄的太空大撞击。人类如此频繁发射彗星探测器,究竟为什么? 彗星是由冰和少量岩石组成的小天体,迄今共发现1800多颗。其体形庞大,但质量却小得可怜,就连大彗星的质量也不足地球的万分之一。彗星物质95%以上集于彗核,彗核的内部结构保存了彗星形成和演变过程的重要信息,这对研究彗星乃至整个太阳系的起源和演变都非常重要。 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,因此在太阳系诞生46亿年来,几乎始终保持形成初期的状况,故而彗星被认为是太阳系最古老、最原始的天体,可以说是太阳系的活化石,其物质构成与太阳系形成前的星云类似。对它进行研究将有助于人类揭开太阳系形成之谜。 科学家认为彗星实际上就是宇宙产生时期残存的原始物质。一些人猜想彗星上可能“窝藏”复合碳分子。地球幼年时期受到太空岩石撞击过程中,这些碳分子可能已经在地球上“播种”了制造生命的化学“积木”块。所以探测彗星很有可能使人类认识地球生命起源的奥秘。而且有人认为地球上的水也可能来自彗星。 此外,探测彗星的本质及其组成成分,还有可能了解太阳风的物理性质和化学成分。 自20世纪80年代以来,人类已用多个航天器对5颗各具特色的彗星进行了探测,但这些探测的共同缺点是没有直接取样彗核进行研究,也没有收集彗星物质返回地球。而“深度撞击”则首次让人类揭开彗星外表探索其内部奥秘。 

结构尺寸

  • 1.7米×0.7米×0.7米(5.6英尺×2.2英尺×2.2英尺)

星尘美国十博体育官网 4

  “星尘”的样本返回舱是一个钝头锥体,直径为81厘米(32英寸),由一个热防护罩、尾部壳体、样本罐、降落伞系统和航空电子设备组成。它在7年多的时间里围绕太阳飞行了3周。在去往威尔德2号彗星途中,“星尘”号经过了小行星带,并且在两个不同的太阳轨道上收集了星际尘埃。2000年1月,它使用推进器进入了能够在2001年2月15日进行地球重力辅助的路线。

结构特点研制历程使用情况

“深度撞击”3步走 

结构特点研制历程使用情况型号演变

结构特点

这两颗飞行器都被设计成执行机载自主导航。在撞击前两小时,它们的“antonav(自主导航)”软件开始以15秒的间隔拍摄照片。撞击探测器的推进器很好地调整了它的飞行路径,所以撞击发生在了飞越飞行器卡尖的彗星日出面。

“深度撞击”探测器犹如一辆中型面包车大小,重650千克,由轨道器(也叫飞越舱)和撞击器组成。轨道器使用X波段无线电与地球和撞击器保持通信联系。当撞击器撞上彗星的小段时间内,由于探测器记录的数据急速增加,其信号将向地球各个重叠天线传输。探测器上的初始数据将立刻被传输至地面,随后的数据将在一个星期内传输完毕。在撞击发生后,轨道器对“弹坑”和彗星内部物质的碎片同时使用光学成像和红外线频谱扫描。 “深度撞击”的任务是:观测彗核的组成;测量彗核的深度和直径;分析彗核物质和喷出物质的成分;观测因碰撞造成的“蒸汽现象”的过程变化。其首要科学目标是探测彗核内部与其表面之间的不同。 其有望回答的问题之一就是宇宙的原始物质到底埋藏在彗星内部多深的地方。 “深度撞击”探测器由撞击器和轨道器组成,探测器将分3步完成任务:首先靠近坦普尔1号彗星;接着发射撞击器撞向彗星形成“弹坑”,造成彗星内部物质溢出;最后轨道器靠近“弹坑”,收集彗星内部物质进行研究。 当撞击器被释放后,轨道器将会降低速度,改变航线,在距坦普尔1号彗星500千米内观测撞击过程。在记录撞击过程和收集彗星内部物质样本的同时,它还会对彗核结构和组成进行分析。其主要任务是,考察撞击后10多秒钟内彗核的变化,对撞击过程、撞击坑的形成及“弹坑”内部成像,获取彗核及撞击坑内部的能量谱,并存储、发送图像和能谱数据,它还接收撞击器发回的数据。在此过程中,其高增益天线会向地球发回近实时图像。 撞击器在撞向彗星彗核的前2秒钟,会拍下绝无仅有的最近距离彗核的照片。随后,彗星将从轨道器上方飞过。此时轨道器调转角度从后面继续对彗核进行跟踪分析。按照计划,如果轨道器还能工作,它将继续飞向另一颗彗星,执行下一项探测任务。 撞击器冲向彗核时产生的动能相当于4.5吨TNT炸药爆炸的能量。由于撞击器和彗星之间的相对运动速度很大,两者相撞时会产生巨大的爆炸力,故铜制撞击器将被熔解蒸发,产生焰火般的绚丽景象。预计撞击器会在彗核上撞出一个约10~15层楼深(深达30~45米)、横截面相当于一个足球场大小的大洞,直达彗核。此时撞击器内一片刻满全球天文爱好者名字、大小像迷你CD般的光盘,也将同时穿入彗星内部,永远留存在彗星上。 从2005年8月开始,由轨道器拍摄的照片及收集的数据将陆续传回地球,整个数据传输将持续1个月。2006年4月,科学家对这些照片和数据分析完毕,该项目最终结束。 

结构特点

“星尘”号装有三组专用的科研仪器——个包含气凝胶的双面尘埃收集器、一个尘埃分析仪和一个尘埃通量监视器。

它的样本返回舱是一个钝头锥体,直径为81厘米(32英寸),由一个热防护罩、尾部壳体、样本罐、降落伞系统和航空电子设备组成。

研制历程

经过173天、4亿3100万公里(2亿6800万英里)的旅程后,2005年7月4日“深度撞击”飞越了坦普尔彗星。在脱离彗星一天后,飞越飞行器开始部署撞击探测器。在撞击探测器撞击彗星时,飞越飞行器已经离开彗星8606公里(5348英里)了。撞击探测器在撞击发生后14分钟达到与彗核的最短距离,大约为500公里(310英里)。

撞击意义深远 

研制历程

“星尘”是NASA的一项探索任务,这颗飞行器源于一颗名为“空间探测器”(SpaceProbe)的矩形卫星主体,由洛克希德·马丁空间系统公司开发。

2003年1月25日发射。

使用情况

撞击探测器的推进器很好地调整了它的飞行路径,所以撞击发生在了飞越飞行器卡尖的彗星日出面。撞击探测器最后的图片是在撞击前的3秒发回的,这时撞击探测器距离彗星表面30公里(18.6英里)。它所装备的3部摄像机发回了将近4500张图片,但是撞击所留下的弹坑被碎片产牛的烟华所掩盖了。

坦普尔1号彗星由德国科学家坦普尔于1867年4月3日发现,该彗星每5年半绕太阳运转一周,近日距离为1.5AU(地球与太阳之间的平均距离),轨道偏心率为0.5,轨道位于火星和木星轨道之间。自旋周期为1.71天。它已经穿过太阳系100多次,2005年又是它的回归年,这使它成为研究彗星外层覆盖物发展变化的最佳对象,因而美国发射“深度撞击”对其进行撞击探测。 与以往的太空计划不同,“深度撞击”不是被动的等待和观察,而是人类历史上第一次利用太阳系中其他天体做一个大“实验”。通过撞击器对彗星撞击使其露出彗核,能够解答天文学和自然界中许多问题,包括彗星和太阳系的形成,甚至生命的起源等。 该计划的另一个重要任务就是研究如何使彗星和流星改变方向,为地球今后可能遭遇小天体撞击而尽可能积累一些研究数据,以便将来能“转守为攻”。虽然这次撞击是在坦普尔1号彗星运转到距离地球最近(约15000万千米)时进行,而且改变了坦普尔1号彗星的轨道,但不会使它威胁地球安全,这就好像让一只蚊子冲进1架波音747飞机一样,即坦普尔1号彗星因“深度撞击”引起的变化,相对而言可以完全忽略。

使用情况

2002年11月2日,“星尘”号以3100公里(1927英里)的距离飞越了小行星Annefrank。2004年1月2日,它以240公里(149英里)的距离进行了彗星飞越。在这之后,“星尘”号开始返回地球。

2006年1月14日,在经历了历史上速度最快(46444公里/时或28860英里/时)的飞行器再入后,“星尘”号的返回舱使用降落伞安全地降落在了犹他州的盐层上。

飞行器主体通过机动进入了太阳轨道,它还将参加坦普尔彗星新探索(Stardust-NExT)任务,并将于2011年2月14日飞越坦普尔1号彗星。

大众科技报 2005-7-7

型号演变

  • “星尘”是NASA的一项探索任务,这颗飞行器源于一颗名为“空间探测器”(SpaceProbe)的矩形卫星主体。
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