“羅塞塔”飛掠“魯特西亞”小行星

□ 思 飛

“羅塞塔”探測“魯特西亞”

7月10日，歐空局的“羅塞塔”彗星探測器在飛往目標星體的征途中，成功飛掠“魯特西亞”小行星，并對其進行了拍攝。這是它第二次順路探測小行星，且具重要科學價值。

“羅塞塔”彗星探測器

歐空局研制的“羅塞塔”探測器，重約3噸，造價12.5億美元。它由軌道器和名為“菲萊”的登陸艙兩大部分組成。軌道器裝備著12臺科學儀器，登陸艙攜帶著9臺科學儀器。2004年3月2日，它被“阿里安”5G型運載火箭從法屬圭亞那庫魯航天中心發射升空，開始了追逐目標星體——“丘留莫夫-格拉西緬科”彗星的長途征程。

標志著歐空局對太空研究全新思路和設計理念的“羅塞塔”探測器，沿著預設的追尋軌道飛馳10年時間方能與“丘留莫夫-格拉西緬科”彗星交會。在此期間，它于2005年3月、2007年11月和2009年11月先后三次飛近地球，并于2007年2月從火星身旁匆匆掠過，目的是借助這兩顆行星的引力提升自己的飛行速度，以節省本身推進系統所帶的燃料。

“羅塞塔”飛掠火星

“羅塞塔”于2008年9月5日拍到的“斯坦斯”小行星立體近照

“羅塞塔”的飛行控制是由歐空局設在德國達姆斯塔特的地面測控中心負責的。為了節省能量，“羅塞塔”平時處于“冬眠”狀態，依靠慣性飛行。只有當它接近歐空局認為需要觀測的天體時，測控中心才會進入臨戰狀態，立即發出遙控指令讓探測器上的所有系統都開啟工作，以免錯過難逢的寶貴時機。這樣做的另一個好處是，借此還能測試“羅塞塔”上導航系統的性能。“羅塞塔”兩次探測小行星，都是在這種情況下完成的。

順路探測“斯坦斯”小行星

2008年9月初，“羅塞塔”飛近名為“斯坦斯”的小行星。形狀不規則的“斯坦斯”星直徑僅約4.6千米，比目標彗星的彗核稍大一點，位于火星與木星之間的小行星帶內。地面測控中心發出啟動工作的指令后，在距離“斯坦斯”1500萬千米處，探測器上的兩臺導航攝像機就發現了目標，并將其方位數據資料傳回了地面。控制人員據此計算出必要的軌道調整參數，控制“羅塞塔”以相距800千米的距離飛掠這顆小行星。

“魯特西亞”小行星

“羅塞塔”向“丘留莫夫-格拉西緬科”彗星施放“菲萊”號登陸艙

同年9月5日中歐時間20時38分，“羅塞塔”到達預定的距離“斯坦斯”星最近的位置。當時它距離地球3.6億千米，并按事先計劃安排中斷了與地面測控中心的無線電聯系。歐空局負責“羅塞塔”飛行使命的格哈德·施維赫姆說：“我們和探測器失去聯系，是因為探測器在接近小行星的時候，為了取得最佳的觀測角度，它需加快自轉，但對地天線調不了那么快，因此我們暫時讓天線固定。因為探測器自轉時沒有受到調天線的干擾，所以我們也得到了很好的圖片。”這也就是說，此時的“羅塞塔”在自轉過程中，既要選擇觀測“斯坦斯”星的角度，又要對其進行拍攝，停止對地天線工作，更能保證探測效果。

按預設程序進行的該次探測活動非常成功。90分鐘以后，探測器上的拋物狀天線又重新對準地面，恢復了與測控中心的無線電聯系。在隨后的幾個小時內，“羅塞塔”陸續發回大量的圖片和數據。第二天中午，歐空局對外公布了其中最精彩的圖片，填補了歐洲航天史上的一個空白。從遠處看，“斯坦斯”星的外形輪廓就像一顆新磨過的鉆石一樣光滑。只有當光線斜視時，才顯出它的表面實際上坑坑洼洼，撞擊坑有大有小，最大的直徑竟達兩千米，有些還互相重疊，多處看上去好像還覆蓋著厚厚的塵埃。太空巖石撞擊的斑痕表明，“斯坦斯”星非常古老。它屬于稀有的E類即頑輝石類小行星，同類天體尺寸都很小，大部分位于小行星帶內。科學家認為，E類小行星是處于復雜地質演變狀態且有覆蓋物與核心的較大型小行星破裂后產生的碎片。它們大概起源于早期太陽系中較大型小行星毀滅的覆蓋物，主要由幾乎不含鐵的硅酸鹽礦石組成。

“丘留莫夫-格拉西緬科”彗星

測試“菲萊”號登陸艙

成功探測“魯特西亞”星

2009年11月“羅塞塔”第三次也是最后一次接近地球后，已完成了旅途中的4次借力飛行。隨后它即沿著預定軌道飛向目標彗星，并按原定計劃，于2010年7月10日以同樣的近距離飛越方式，對“魯特西亞”小行星進行了探測。直徑134千米的“魯特西亞”星，要比“斯坦斯”星大得多，也位于小行星帶內。外形呈土豆狀的“魯特西亞”星，成為第二個被“羅塞塔”成功探測的小行星。

當時“羅塞塔”以每小時47800千米的速度穿越小行星帶，并進入了距離“魯特西亞”星3200千米的范圍。在兩者長達兩小時的交會期間，“羅塞塔”用其所攜帶的科學儀器拍攝了“魯特西亞”星的圖像，探測了其形狀等數據。歐空局發表聲明稱：“‘羅塞塔’號此次飛掠小行星相當成功。”德國馬克思·普朗克研究所負責“羅塞塔”的光學、分光鏡及紅外遙測成像系統攝影儀的霍爾格·西爾克斯表示，400多幅“夢幻般的圖像”顯示出許多環形山和細節，可供科學家們研究好多年。

此次飛掠探測的目的是測量“魯特西亞”星的質量、形狀等數據，并以此計算出其密度。歐空局的科學家認為，這些數據將來有一天可能成為人類搖籃的救命稻草。施維赫姆稱，如果一個危險小行星進入與地球發生碰撞的軌道，那么掌握其密度數據就能夠幫助科學家確定是應該采取措施偏轉其運行軌道還是將其爆炸摧毀。從人類已掌握的航天技術來講，無論采用那種辦法，均可保證地球無虞。

多數測量結果表明，“魯特西亞”是一顆C類小行星，這意味著它含有原始的碳化合物。但有些測量顯示，它可能是一顆含有很多金屬的M類小行星。如果“羅塞塔”提供的數據資料證明它是M類小行星，這將改寫小行星分類的理論。傳統分類方法認為，金屬類小行星遠小于“魯特西亞”，它們被認為是大得多的巖石在小行星帶中被撞擊時脫落的碎片。“魯特西亞”的屬性究竟如何，只有等待科學家們分析新獲得的數據資料后方能給出結論。隨著航天技術的發展，將來科學家們將設法把金屬類小行星運回地球，供人類使用。“羅塞塔”探測小行星的成果，將幫助科學家更好地了解太陽系天體的起源與演變。

性能良好的“羅塞塔”探測器，預計將于2014年1月到達距離太陽6.75億千米的位置，與“丘留莫夫-格拉西緬科”彗星交會，開始它的主要探測活動。

“羅塞塔”及其“菲萊”號登陸艙對“丘留莫夫-格拉西緬科”彗星進行探測