对那些为“罗塞塔”号(Rosetta)空间探测器工作的人来说,2014年1月20日将是一个重要日子,这一天也许会是极好的一天,也许会是非常糟糕的一天 。 10年前,欧洲空间局(European Space Agency)将“罗塞塔”号这个重达3000千克的航天器发射升空,按照计划,该航天器将于2014年8月与一颗名为67P/楚留莫夫-格拉希门克(67P/Churyumov-Gerasimenko,简称67P)的彗星交会 。 如果一切顺利,“罗塞塔”号将完成一件人类从未尝试过的事情:进入彗星低轨道,释放一台名为“菲莱”号(Philae)的着陆器 。 在太阳的热力下,67P彗星冰冻的身躯正在逐渐变暖,“罗塞塔”号将追随前行 。
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但首先,“罗塞塔”号要苏醒过来 。 在此前两年多的时间里,它一直蛰伏在节能模式 。 欧洲中部时间2014年1月20日上午11时,“罗塞塔”号的内置闹钟响起 。 在德国达姆施塔特的欧洲空间运行中心(European Space Operations Center)的一间控制室里,科学家和工程师们等待着 。 按照计划,“罗塞塔”号醒来后将会发回报告,尽管他们对“罗塞塔”号很有信心,但之前一个失败的案例依然像阴霾一样笼罩在他们心头:1993年,“火星观察者”号(Mars Observer)探测器与地面失去联系,并消失得无影无踪 。 有那么几分钟,科学家和工程师们感到噩梦又要重演了 。
“我看到屋子里很多人的脸都白了,”霍尔格·谢克斯(Holger Sierks)回忆道,他来自德国马普太阳系研究所(Max Planck Institute for Solar System Research),负责“罗塞塔”号上的光学和红外摄像机 。 在等待信号的短短15分钟内,时间就像凝固了一样 。 终于,一束电子信号从木星轨道之外抵达了达姆施塔特,“信号内容是‘我又回来了’,这让所有人都松了一口气,”谢克斯说 。
接下来的几周里,研究人员确认,“罗塞塔”号不仅结束了冬眠,而且各方面运转良好,已经做好了探测彗星的准备 。 它将回答彗星的结构、组成、运行规律以及起源方面的问题 。 67P彗星冰冻的躯体,自46亿年前太阳系诞生之初就几乎未曾改变 。 2014年11月,“罗塞塔”号会释放它的着陆器 。 着陆器将钻开彗星表面,发掘太阳系的历史 。
在遥远的深空中,“罗塞塔”号并不孤单 。 经过9年的飞行,美国航空航天局(NASA)的“新视野”号(New Horizons,也译作“新地平线”号)探测器将在2015年7月,实现另一项突破:第一次飞临冥王星(Pluto)和它的5颗已知卫星 。 美国西南研究院(Southwest Research Institute)首席研究员艾伦·斯特恩(Alan Stern)报告说,“航天器的状态非常好 。 ”虽然这两项任务彼此独立,但并非毫无关联 。 天文学家现在认识到,两艘航天器的探测目标冥王星和67P彗星,都是柯伊伯带(Kuiper belt)的成员 。 所谓柯伊伯带,就是位于海王星之外的一个庞大的、几乎未知的区域,其中存在着数以十亿计的冰冷星体,这些星体的尺寸小到几米,大到 000多千米 。
过去20年,空间探测取得了一系列发现,而两艘航天器成功抵达各自的探测目标,将使空间探测成果达到一个顶峰,正如斯特恩所言:“这些发现使人们豁然开朗,改写了我们对太阳系结构的知识 。 ”事实上,在短短20多年前,甚至没有人知道柯伊伯带的存在 。 自那时起,行星科学家们相继发现了几个冰冻的星球,它们的体积接近、甚至可以媲美冥王星 。 科学家从中发现了一些迹象,表明在很久以前,木星(Jupiter)、土星(Saturn)、天王星(Uranus)和海王星(Neptune)的轨道曾经剧烈地变动过,这些迹象甚至还暗示,太阳系曾经存在第五颗气态巨行星 。 研究人员分析了1 500余个已知的柯伊伯带天体(Kuiper belt object,KBO)的大小和轨道,来研究这条带是如何形成的 。 他们想知道,原本干燥的地球上之所以能够形成海洋,真的是因为在柯伊伯带形成之初,有大量的冰从这里弹射到年轻的地球吗?
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