青少年科普知识枕边书:航天知识全知道-“炮轰”彗星
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    随着人类对各种天体认识的不断深入,科学家们发现,彗星可能是由冰和岩石组成的松散“脏雪球”,其中很有可能保持着46亿年前太阳系形成时期原始物质的结构和状态,到底是不是这样呢?进入21世纪以后,美国决定实施“深度撞击”计划,“炮轰”一颗叫作“坦普尔”1号的彗星,以揭开彗星的真实面目。

    “深度撞击”计划是从科幻故事得到启示的。30多年前,英国科幻作家阿瑟·克拉克创作《2001》的科幻作品,萌生了“撞击彗星”的创意。1998年好莱坞拍摄了科幻电影《深度撞击》,影片描述一艘美国太空飞船奉命前往轰炸一颗威胁地球的巨型彗星,以防止它与地球相撞带来毁灭性灾难,从而演绎了一幕幕惊心动魄的故事。美国宇航局不仅从这些科幻故事得到启发,还采纳了其中一些创意。经过不断改进、完善,最终制定了这次策划周密的庞大太空活动计划,计划的名就叫“深度撞击”。

    美国为什么单单选择“坦普尔”1号彗星作为人类“炮轰”近地小天体试验的首选目标呢?这颗1867年被德国天文学家坦普尔发现的彗星,在火星和木星之间围绕太阳的椭圆轨道运行,彗核自转周期约42小时,绕太阳运行一圈需5.51年。正因为它回归周期短,人类发现它迄今至少回归26次,对其轨道特征、自转特征比较熟悉,人类才首选它作为“炮轰”彗星试验目标。

    2005年1月12日,“深度撞击”彗星探测器发射升空。它由两部分组成,一是飞行器,负责提供动力并携带有诸多科学仪器;二是用来轰击彗核表面的撞击器,体积相当于一台普通家用冰箱,重近400公斤。

    在太空飞行了近6个月之后,美国东部时间7月3日凌晨2时7分,肩负重大使命的“深度撞击”号探测器释放的撞击器以大约每小时3.6万公里的速度,在距地球约1.3亿公里处,勇敢地向“坦普尔”1号彗星冲去,伴随着一道炫目强光,美国宇航局喷气推进实验室立刻成了欢乐的海洋,为这一时刻等待6年之久的科学家们热烈地鼓掌、欢呼,无比兴奋和激动。经过日后的详细分析,这些科学家认为,“深度撞击”撞出了四大“发现”。第一个发现是“坦普尔”1号的彗核是分层的,彗核表面覆盖着10多米深的细粉状物质,其下是较硬的“彗核之核”。彗核的平均密度比水还轻,它外表的细粉,是多年以前就存在或是逐年累积的,这证明彗核的内部含有太阳系初期的原始物质。第二个发现是彗核在飞近太阳时会喷发,特别是彗核表面朝向太阳的那部分,会经常有小规模的喷发。但太阳辐射的热量不会对彗核内部的物质产生影响。第三个发现是“坦普尔”1号的彗核尽管很小,却有多种地貌,既有光滑平坦的部分,也有类似环形山的坑洼,这表明在“深度撞击”之前,这颗彗核就已经常被太空中更小型的天体撞击。第四个发现是彗核内部存在大量含碳和氮的有机分子,而彗核表面的粉状物中却没有这些物质,这说明它们存在于表层下较浅的部位,在受撞击或热影响时才喷发出来。此外,它还表明,在彗星和小行星撞击频繁的地球早期阶段,彗星有可能把最早的有机物带到地球上。

    这四大发现为人类探索太阳系诞生初期的物质形态、地球上水的来源以及地球生命起源等一系列长期困扰科学界的问题,带来了大量“太空资料”。

    知识链接

    彗星是太阳系中一种特殊的小天体,它们不像八大行星那样沿着相对“固定”的轨道绕太阳运行,其质量很小,拖着长长的、别致的“尾巴”,绕太阳在扁平轨道上运行。40%的彗星运行有周期性,称周期彗星,回归周期为几年、几十年、几千年,周期更长的甚至10万—100万年才偶然接近太阳一次。

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