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西媒:機(jī)器人著陸器“菲萊”是如何登陸彗星的

   日期:2014-11-18     來(lái)源:網(wǎng)易新聞    作者:jy     評(píng)論:0    
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  外媒稱,在8月份進(jìn)入“67P/丘留莫夫-格拉西緬科”(以下簡(jiǎn)稱丘留)彗星軌道的歐洲彗星探測(cè)器“羅塞塔”飛船上搭載的重約100公斤的機(jī)器人著陸器“菲萊”12日成功登陸目標(biāo)彗星表面,即使其用來(lái)固定在彗星表面的錨定系統(tǒng)出了點(diǎn)問(wèn)題。
  據(jù)西班牙《世界報(bào)》11月16日?qǐng)?bào)道,“67P/丘留莫夫-格拉西緬科”是太陽(yáng)系眾多彗星中的一顆。它的個(gè)頭很小,表面只有4×3公里,圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的周期為6.4年,樣子奇怪,好像大多數(shù)飛行昆蟲(chóng)或者螞蟻的胸腹部。
 
  丘留彗星將在明年8月抵達(dá)離太陽(yáng)最近點(diǎn),“羅塞塔”飛船是在2004年發(fā)射的,目的是為在彗星處于木星和火星之間軌道時(shí)追上彗星。“羅塞塔”飛船依靠火箭助推器離開(kāi)地球,一旦以正確的速度和方向離開(kāi)地球引力場(chǎng)進(jìn)入太空,就沒(méi)有任何東西消耗火箭的能源,雖然當(dāng)它經(jīng)過(guò)其他天體例如離它很近的彗星時(shí),這些天體有可能讓它改變方向。事實(shí)上火箭正是依靠這些天體的重力來(lái)實(shí)現(xiàn)必要加速以進(jìn)入彗星軌道的。
 
  因此要靠近彗星,只需精確計(jì)算出飛船與彗星的軌道交匯或者平行時(shí)間點(diǎn)就可以了。在平面上,利用直尺、三角板和圓規(guī)就可以解決這個(gè)問(wèn)題。但在太空中,這個(gè)復(fù)雜的計(jì)算則需要依靠裝有行星軌道數(shù)字方程的數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)才能完成。
 
  和其他太空飛船一樣,“羅塞塔”裝有的壓縮天然氣和燃料儲(chǔ)備可以輕松改變它的前進(jìn)方向,改變速度則稍有困難,同時(shí)還需注意當(dāng)飛船靠近彗星時(shí),軌道修正指令從地球傳達(dá)到飛船需要大約20分鐘。
 
  不過(guò)這些操作都成功進(jìn)行了。如果飛船以33.34公里每秒、與彗星同樣的飛行速度靠近彗星,兩者之間就不存在相對(duì)速度了。如前所述,“羅塞塔”飛船依靠反復(fù)落入太陽(yáng)系行星尤其是火星和地球引力場(chǎng)來(lái)獲得必要速度。
 
  丘留彗星的重力只有地球重力的10萬(wàn)分之一,從飛船上落在彗星表面的著陸器落下時(shí)比羽毛飄落地面還要慢。除了錨定“魚(yú)叉”沒(méi)有打開(kāi),著陸過(guò)程幾乎一切順利,這可能是因?yàn)殄^定系統(tǒng)用油在經(jīng)過(guò)10年的太空遨游后變質(zhì)了。著陸地點(diǎn)也不是十分理想,因?yàn)榈靥庩幟?,太?yáng)能電池板無(wú)法充電。
 
  “羅塞塔”飛船任務(wù)是人類技術(shù)的奇跡。人類在操縱機(jī)器方面達(dá)到了登峰造極的地步,制造出準(zhǔn)確無(wú)誤、永遠(yuǎn)不會(huì)抗議的機(jī)器。但是自然是不可預(yù)測(cè)的,技術(shù)也無(wú)法解決人類的社會(huì)問(wèn)題。不知道“菲萊”能否順利工作,如果不能,所有的技術(shù)成功不外乎是三維軌道的正確計(jì)算,15億歐元的計(jì)算成本就打了水漂,就像進(jìn)入錯(cuò)誤軌道的歐洲GPS衛(wèi)星一樣。技術(shù)不能完全解決人類問(wèn)題,但對(duì)于增進(jìn)我們的知識(shí)、擴(kuò)大人類視野具有良好的激勵(lì)作用。
  從圖片中可以看到左側(cè)有一團(tuán)黑色的陰影,這是“菲萊”降落時(shí)掀起的塵土,也是它最初的登陸地點(diǎn)。右側(cè)的亮點(diǎn)就是“菲萊”現(xiàn)在的位置,而下方的小黑點(diǎn)是它的陰影。
 
  據(jù)外媒報(bào)道,歐洲航天局15日清晨證實(shí),由于電量不足,彗星著陸器“菲萊”已進(jìn)入休眠。歐航局表示,除非“菲萊”的太陽(yáng)能電池板獲取足夠光照并轉(zhuǎn)化成足夠電力使“菲萊”蘇醒,否則地面控制人員不可能再與“菲萊”建立聯(lián)系。而在16日,“羅塞塔”號(hào)飛船在對(duì)彗星表面進(jìn)行掃描后,終于找到了“菲萊”的下落,并拍下了圖片傳回了地球。
 
  報(bào)道稱,盡管從圖片上很難看清楚“菲萊”,但還是可以看到一個(gè)微弱的光點(diǎn)和它的陰影。這張圖片顯示了“菲萊”降落彗星表面,“彈跳”后所處的位置。從圖片中可以看到左側(cè)有一團(tuán)黑色的陰影,這是“菲萊”降落時(shí)掀起的塵土,也是它最初的登陸地點(diǎn)。右側(cè)的亮點(diǎn)就是“菲萊”現(xiàn)在的位置,而下方的小黑點(diǎn)是它的陰影。
 
  在“菲萊”降落后,歐航局科學(xué)家都試圖找到足夠證據(jù),以證明“菲萊”已成功登陸。而此次“羅塞塔”號(hào)傳回的圖片,在經(jīng)過(guò)歐航局飛行動(dòng)力學(xué)專家邁克爾加納尼亞的獨(dú)立分析后,被證實(shí)確實(shí)是目前“菲萊”所處的位置圖。
 
  據(jù)悉,由于“菲萊”自身攜帶的電量只能消耗一至兩天,在耗盡電量之后,“菲萊”的太陽(yáng)能光板會(huì)自動(dòng)打開(kāi),以獲取能量。但其在著陸過(guò)程中發(fā)生了反彈,導(dǎo)致最終著陸地點(diǎn)位于背光處,光照不足,導(dǎo)致其電量耗盡。
 
  目前,“菲萊”已進(jìn)入休眠,但在休眠前,它與地面控制人員進(jìn)行了近兩個(gè)小時(shí)通信,其間,它把登陸彗星后開(kāi)展的所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)傳回了地球。
 
  歐航局說(shuō),“菲萊”在“清醒”的最后兩個(gè)小時(shí)里接受了地面控制人員指令,將機(jī)身旋轉(zhuǎn)了35度,以將身上較大的太陽(yáng)能電池板朝向陽(yáng)光。
 
  “菲萊”此前傳回的全景照片顯示,它落在了一處峭壁的陰影中??茖W(xué)家解釋,這意味著“菲萊”在主電池電量耗盡后,無(wú)法從備用的太陽(yáng)能電池獲取足夠能量。
 
  歐航局證實(shí),“菲萊”登陸彗星后啟動(dòng)了其攜帶的所有科學(xué)設(shè)備,包括一個(gè)鉆探設(shè)備,從彗星表面以下25厘米處取樣。科學(xué)家們將研究“菲萊”傳回的數(shù)據(jù),以確認(rèn)所有實(shí)驗(yàn)是否都已完成。
 
  “菲萊”11月12日登陸距地球5億公里的“丘留莫夫-格拉西緬科”彗星,完成人造探測(cè)器的首次彗星登陸??茖W(xué)家希望借助探測(cè)誕生于太陽(yáng)系形成初期的彗星,進(jìn)一步揭開(kāi)太陽(yáng)系形成乃至人類起源的奧秘。
 
  歐洲航天局過(guò)去幾天經(jīng)歷了大起大落:10年追星的“羅塞塔”探測(cè)器終于飛抵彗星“丘留莫夫-格拉西緬科”,并成功釋放著陸器“菲萊”登陸彗星表面。但僅僅過(guò)了約60個(gè)小時(shí),“菲萊”就因?yàn)殡娏?wèn)題遺憾地進(jìn)入了休眠狀態(tài)。
 
  歐洲航天局15日清晨證實(shí),“菲萊”由于電力不足已經(jīng)休眠,與地球失去聯(lián)系。“我有點(diǎn)累了,你們收到我的所有數(shù)據(jù)了嗎?我得打個(gè)盹……”在推特上發(fā)布這條消息后不久,“菲萊”便不再“說(shuō)話”了。
 
  所幸,“菲萊”著陸以后獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都已傳回地球。14日深夜至15日凌晨,“菲萊”與地面控制人員最后一次通信,持續(xù)大約兩小時(shí)。在此期間,它接受指令,旋轉(zhuǎn)35度,將身上較大的太陽(yáng)能電池板朝向陽(yáng)光,并抓緊最后時(shí)間,把所有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)傳回地球。
 
  “菲萊”就這樣沉睡不醒了嗎?歐航局說(shuō),除非太陽(yáng)能電池板獲取足夠光照并轉(zhuǎn)化成足夠電力使“菲萊”蘇醒,否則地面控制人員無(wú)法與“菲萊”建立聯(lián)系。
 
  從與母船分離,奔向彗星,到電力耗盡,進(jìn)入夢(mèng)鄉(xiāng),“菲萊”亮相數(shù)十個(gè)小時(shí),創(chuàng)造了歷史,牽動(dòng)了人心。
 
  “菲萊”與母船“羅塞塔”分離后,奔向目標(biāo)彗星“丘留莫夫-格拉西緬科”。此時(shí),距離“菲萊”與“羅塞塔”升空,開(kāi)始追星之旅已過(guò)了10年多,目標(biāo)彗星距離地球5億多公里。
 
  離開(kāi)母船后,“菲萊”從22.5公里外飛向彗星表面。由于“丘留莫夫-格拉西緬科”引力只有地球的十萬(wàn)分之一,“菲萊”花了約7個(gè)小時(shí)才成功著陸。它由此完成人造探測(cè)器的首次彗星登陸。
 
  與其他彗星不同,“丘留莫夫-格拉西緬科”的外形并不像土豆,而是“連體兒”,形似一只橡皮鴨。按計(jì)劃,“菲萊”要落在“橡皮鴨”頭部的一處平坦區(qū)域。為了防止它彈走,科學(xué)家們?yōu)樗O(shè)計(jì)了冰螺栓、“魚(yú)叉”等錨定裝置,還在其頂部安裝了一個(gè)推進(jìn)器,以確保它在降落時(shí)固定在彗星表面。
 
  然而,10年前的設(shè)想并沒(méi)有完全實(shí)現(xiàn):推進(jìn)器失靈,“魚(yú)叉”在著陸后也沒(méi)有按計(jì)劃射出。“菲萊”在“橡皮鴨”腦袋上彈跳兩次,最終落在彗星上一處峭壁的陰影之中。
 
  按照設(shè)計(jì),“菲萊”的主電池只能維持大約60個(gè)小時(shí)。在那之后,“菲萊”必須依靠太陽(yáng)能電池才能繼續(xù)工作。而在目前所處位置,“菲萊”不能完全曬著太陽(yáng),只能看著電力一點(diǎn)點(diǎn)耗盡。
 
  歐航局說(shuō),盡管“菲萊”處在艱難的環(huán)境下,但它仍然完成了預(yù)定任務(wù),登陸彗星后啟動(dòng)了攜帶的所有實(shí)驗(yàn)設(shè)備,包括啟動(dòng)一個(gè)鉆探設(shè)備,從距離彗星表面25厘米深處提取樣本??茖W(xué)家們正在分析“菲萊”傳回的數(shù)據(jù),以確認(rèn)所有實(shí)驗(yàn)是否已完成。
 
  盡管沒(méi)能在理想的地點(diǎn)登陸并開(kāi)展更深入的取樣分析,“菲萊”仍然創(chuàng)造了歷史??茖W(xué)家們認(rèn)為,彗星保存了太陽(yáng)系形成初期的很多信息,有可能是地球上水和生命的來(lái)源,研究彗星有助揭開(kāi)太陽(yáng)系形成甚至地球生命起源的奧秘。
 
  歐航局局長(zhǎng)讓-雅克·多爾丹說(shuō),這是人類文明的一大步,“我們的任務(wù)已載入史冊(cè)”。
 
  彗星著陸器“菲萊”14日完成了兩個(gè)復(fù)雜動(dòng)作:鉆探堅(jiān)硬的彗星表面并轉(zhuǎn)身捕捉更多陽(yáng)光。
 
  據(jù)美聯(lián)社11月15日?qǐng)?bào)道,進(jìn)行這兩個(gè)動(dòng)作有相當(dāng)大的風(fēng)險(xiǎn),因?yàn)樯鲜鰟?dòng)作可能導(dǎo)致探測(cè)器發(fā)生側(cè)翻或被推入太空。但如果不進(jìn)行這兩個(gè)動(dòng)作,“菲萊”就可能與重要的科學(xué)實(shí)驗(yàn)失之交臂并耗盡電池。“菲萊”12日著陸彗星之舉已開(kāi)創(chuàng)歷史先河。
 
  歐洲航天局的科學(xué)家表示,上述動(dòng)作似已收到成效。
 
  “菲萊”在推特網(wǎng)站的官方賬戶發(fā)布一則消息說(shuō):“我已成功轉(zhuǎn)身(35度)。從這個(gè)角度看彗星可是一幅全新景象呀。”
 
  此前科學(xué)家還在推特網(wǎng)站上發(fā)帖說(shuō):“首次彗星鉆探作業(yè)已完成。”
 
  自從在距地球約5億公里的“67P/丘留莫夫-格拉西緬科”彗星上著陸后,彗星著陸器“菲萊”進(jìn)行了一系列試驗(yàn)并向地球傳回照片等大量數(shù)據(jù)。
 
  但“菲萊”的原電池組只剩下兩三天的電量,此后須靠太陽(yáng)能電池板發(fā)電。該行動(dòng)負(fù)責(zé)人斯特凡·烏拉梅茨說(shuō):“在我們?cè)俅稳〉寐?lián)系前,原電池組的電量可能會(huì)被耗盡。”
 
  過(guò)去45億年,該彗星地表以下的物質(zhì)幾乎沒(méi)有變化,開(kāi)采出的樣本也就成了科學(xué)家渴望研究的宇宙時(shí)代文物秘藏器。
 
  此次航天任務(wù)的操控人員說(shuō),“菲萊”可對(duì)該彗星實(shí)施深度為25厘米的鉆探作業(yè),然后開(kāi)始采集樣本。
  據(jù)法新社巴黎11月15日?qǐng)?bào)道,彗星探測(cè)器“菲萊”14日從一顆深空彗星上向地球傳送了一系列數(shù)據(jù),并在彗星上進(jìn)行了鉆探作業(yè)。人們此前很長(zhǎng)一段時(shí)間都在擔(dān)心,該探測(cè)器所攜帶的電池組已停止供電。
 
  “菲萊”與其母船“羅塞塔”剛一重新取得聯(lián)系,數(shù)據(jù)隨即開(kāi)始傳回。
 
  “菲萊”從彗星上搜集數(shù)據(jù)標(biāo)志著,這項(xiàng)為期10年的航天任務(wù)圓滿結(jié)束,該任務(wù)旨在研究太陽(yáng)系起源以及地球生命起源問(wèn)題。
 
  歐洲航天局在推特網(wǎng)站的官方賬戶在格林尼治標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間大約23點(diǎn)發(fā)帖說(shuō):“來(lái)自外星世界的科學(xué)研究。@Philae2014正在傳回信息。”
 
  “菲萊”實(shí)現(xiàn)了一系列令人瞠目結(jié)舌的成就。其中一項(xiàng)最新成就是,“菲萊”成功升高4厘米并轉(zhuǎn)動(dòng)太陽(yáng)能電池板以盡量吸收光能,為以后可能完成蘇醒儲(chǔ)備能量。預(yù)計(jì)該著陸器很快將進(jìn)入休眠狀態(tài)。
 
  工程師們希望能在未來(lái)幾個(gè)月里讓“菲萊”蘇醒過(guò)來(lái)并重新與之取得聯(lián)系,因?yàn)?ldquo;菲萊”著陸的彗星正在逐漸靠近太陽(yáng)。
  科學(xué)家最期盼“菲萊”傳回的數(shù)據(jù)包括地表下鉆探作業(yè)樣本的化學(xué)分析結(jié)果。他們希望分析結(jié)果將揭示46億年前的太陽(yáng)系起源甚至地球的生命起源。
 
  歐洲航天局證實(shí),“菲萊”14日對(duì)彗星實(shí)施了鉆探作業(yè),但并未明確表示是否采集到樣本。名為“菲萊”的推特網(wǎng)賬戶發(fā)帖說(shuō):“我可以證實(shí),我鉆了下去,然后又上來(lái)啦!首次實(shí)現(xiàn)對(duì)彗星鉆探作業(yè)啦!”
 
  另?yè)?jù)法新社援引地面控制人員的話說(shuō),機(jī)器人探測(cè)器“菲萊”14日在一顆深空彗星上向地球傳回了一系列最新數(shù)據(jù),然后進(jìn)入了休眠狀態(tài),此次具有歷史意義的探索任務(wù)已完成。
 
  推特網(wǎng)站上名為“菲萊”的官方賬戶發(fā)帖說(shuō),“我在彗星上的生活剛剛開(kāi)始嘛”,帖子最后發(fā)出表示休息的符號(hào)“zzzzz”。
 
  以“羅塞塔”的名義發(fā)出的回帖說(shuō):“好的,‘菲萊’,我收到了。好好休息吧……”
 
  歐洲航天局說(shuō),“菲萊”已進(jìn)入“停工模式”,所有設(shè)備和大多數(shù)系統(tǒng)都已關(guān)閉。過(guò)去三天,“菲萊”在馬不停蹄地工作:拍攝照片并探測(cè)彗星的密度、溫度、化學(xué)構(gòu)成和大氣環(huán)境。
 
  一份聲明說(shuō):“在進(jìn)入休眠狀態(tài)前,著陸器‘菲萊’已傳回其搜集到的所有科學(xué)數(shù)據(jù)。”
 
 
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