人類炮轟彗星七大疑問

7月4日，“深度撞擊”探測器將撞擊“坦普爾一號”彗星。“深度撞擊”是美國今年1月12日發射的，價值3．3億美元。這是人類歷史上史無前例的“炮轟”彗星太空實驗，也是人類第一次實際接觸并探索彗星的空間活動。

為什么選“坦普爾一號”撞?

“坦普爾一號”彗星是在1867年被發現的，繞太陽運行一圈需5．5年。之所以選擇“坦普爾一號”是有理由的：首先人類對它已有100多年的了解，比較熟悉它的軌道特征、自轉特征等情況，而且目前它正處于中年時期，比較具有代表性；其次，它距離地球比較近，飛船到達它的彗核所需時間僅為半年。它不是新進。入太陽系的活動型彗星，不會連續地向外噴發氣體，比較容易看清楚彗核的外部特征，有利于研究彗核的內部結構；還有就是，它可以飛到離地球比較近的地方，撞擊后適宜地球上的公眾進行觀測。這次撞擊是否會威脅到地球安全?

這次撞擊是在距離地球15000萬千米時進行的，雖然到時將產生相當于4．5噸TNT炸藥爆炸時的能量，但相對于這樣一個遙遠的距離，這樣的能量是絕對不會威脅到地球的。聯系“坦普爾一號”彗星的大小情況，我們可以得出這樣一個比喻，“深度撞擊”撞擊“坦普爾一號”彗星就像蚊子沖進一架波音747飛機。撞擊器撞擊彗核的相對速度是10．2千米／秒，這將使得彗星的速度變化0．0001毫米／秒，使得彗星的近日點減少10米，軌道周期減少數遠小于1秒。與此相比，當彗星在2024年通過木星附近時，其近日點將變化為5400萬千米。換句話說，“坦普爾一號”彗星因“深度撞擊”引起的變化與彗星通過木星相比完全可以忽略。

如何確保撞擊器準確擊中彗核?

撞擊器攜帶能提供25米／秒推進速度的肼推進系統，以推進必要的軌道修正和姿態控制。導航系統使用肼推進器將飛行路徑變化控制在1毫米／秒的精確度內。另外，曾在“深空一號”探測器上試驗過的自動導航軟件也“幫助”撞擊器準確執行過任務。“深度撞擊”探測器的有關專家認為，錯過目標的幾率小于1％。

為什么撞擊器主要材料為銅?

彗星看上去像是一個濃煙滾滾的火球，但實際上它是由凍結的水、巖石和氣體物質凝聚成的，其成分不含有銅元素。因此，銅為主要材料的撞擊器撞擊彗星彗核后不會混淆彗星物質組成，科學家能夠更容易地區別檢測出彗星成分。

撞擊成功后可能會出現什么樣的結果?

大概會出現6種可能：(1)按預定推算，在彗核上形成一個足球場那么大的撞擊坑，75％的拋射物質降落到彗星表面。這種情況說明彗核是由疏松的、原始的、未受影響的物質組成。(2)如果彗核是由固態的冰物質構成，撞擊后會形成一個普通房間大小的彈坑，50％的拋射物質降落到彗星表面。這種情況說明彗核不是原始的、未受影響的物質組成，彗星在撞擊下能很好地保持在一起。(5)撞擊坑直徑比預期的更小，坑很深，但產生一個很小的拋射錐角，說明彗星物質太疏松。(4)若彗核由一些與泡沙巖類似的堅硬多空的巖石組成，則碰撞只能把彗核物質進一步擠壓緊密。(5)假如彗核是由高密度的粉末狀物質組成，撞擊器可能會“穿星而過”。(6)彗星在撞擊后被沖碎瓦解。

如果撞擊不成功會怎樣?

美國宇航局做了兩手準備，如果“深度撞擊”沒有按預期的計劃擊中“坦普爾一號”彗星的話，那么它會繼續飛行，去探測另外6個替代彗星。

這次撞擊彗星計劃有什么意義?

彗星彗核的內部保存了彗星形成和演變過程的重要信息，對于研究彗星乃至整個太陽系的起源和演變都是非常重要的。這次人類親密“接觸”彗星，不僅能首次獲取大量彗核碎片樣本，為人類探索太陽系起源提供新的線索，而且還能為地球避免與小天體相撞提供有用的數據。

(宋勇摘自《科技萬花筒》)