人造探測(cè)器首次登陸彗星

本刊編輯部

美國(guó)《科學(xué)》雜志12月18日公布了其評(píng)出的2014年十大科學(xué)突破，這是對(duì)全球科學(xué)研究每年一度的年終盤(pán)點(diǎn)，“人造探測(cè)器首次登陸彗星”被選為本年度最重要的科學(xué)突破！

年度最重要科學(xué)突破

2004年3月升空的歐洲“羅塞塔”探測(cè)器在飛行10年約64億公里后，今年8月成功追上“楚留莫夫-格拉西緬科”彗星（簡(jiǎn)稱楚-格彗星），然后又于11月釋放著陸器“菲萊”登陸彗星表面。

雖然“菲萊”在彗星表面彈跳兩次，此后又因電力耗盡陷入休眠狀態(tài)，但這是人造探測(cè)器有史以來(lái)第一次在一顆彗星上進(jìn)行軟著陸，而且它明年仍有希望醒來(lái)，并發(fā)回更多數(shù)據(jù)。

登陸彗星意義何在

楚-格彗星的直徑只有4千米左右，引力只有地球的萬(wàn)分之一，飛行速度達(dá)13.5萬(wàn)千米/小時(shí)，菲萊要在距離地球5億千米的太陽(yáng)系一角跟上并登陸彗星表面，技術(shù)難度可想而知。而且整個(gè)羅塞塔彗星探測(cè)任務(wù)從1993年開(kāi)始研制，直到2011年成功登陸，歷時(shí)21年，耗資巨大，數(shù)千名科學(xué)家為之付出巨大心血。那么，人類付出如此高昂的代價(jià)探測(cè)彗星，意義何在呢？

用《科學(xué)》雜志新聞編輯蒂姆·阿彭策勒的話說(shuō)：“‘菲萊著陸是一個(gè)驚人壯舉，它吸引了全世界的關(guān)注，而整個(gè)‘羅塞塔使命就是突破，它使得科學(xué)家們得以近距離觀察彗星的變暖、呼吸和演化。”

探索太陽(yáng)系起源

彗星探測(cè)對(duì)研究太陽(yáng)系的物質(zhì)組成和起源至關(guān)重要。彗星是太陽(yáng)星云凝聚形成太陽(yáng)和行星之后的殘留物，彗星上沒(méi)有地震、火山等地質(zhì)活動(dòng)，且遠(yuǎn)離太陽(yáng)照射，長(zhǎng)期被保存在又冷又暗的“冷庫(kù)”中，幾乎完美地保存了太陽(yáng)系最初形成時(shí)的信息。

地球上的水從哪來(lái)

彗星探測(cè)有望回答地球上的水是否來(lái)自彗星、為什么地球上的氨基酸都是左旋形式、彗星是否為地球開(kāi)啟了生命之門(mén)等關(guān)鍵問(wèn)題，從而揭開(kāi)地球生命起源之謎。

根據(jù)現(xiàn)有認(rèn)識(shí)和大量證據(jù)，生命的產(chǎn)生需要水和有機(jī)物。目前，天文界科學(xué)家傾向于認(rèn)為地球上的水體是彗星撞擊地球帶來(lái)的：在地球早期歷史中，大量彗星撞擊地球表面，不僅帶來(lái)了豐富的水源，形成了原始海洋，而且與彗星攜帶的各種烷烴、氨基酸、脂肪酸、多環(huán)芳烴等有機(jī)化合物，一起在海洋中熬成一鍋“有機(jī)濃湯”。這鍋“濃湯”在適宜的地球溫度、大氣層等環(huán)境條件下誕生了最初級(jí)的生命。

當(dāng)然，地球科學(xué)界的專家則傾向于認(rèn)為地球上的水是原始地球巖漿分異產(chǎn)生的。那么，“羅塞塔”號(hào)探測(cè)器會(huì)告訴人們什么答案呢？

地球水并非來(lái)自彗星

根據(jù)“羅塞塔”號(hào)探測(cè)器2014年11月發(fā)回的勘測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，楚-格彗星上的冰塊不同于地球冰水，這種彗星水由于包含較多的重氫，要比地球水“更重”。

因此，目前一些科學(xué)家認(rèn)為：“地球水究竟來(lái)自彗星還是其他地方？我們認(rèn)為很可能來(lái)自小行星。”無(wú)論結(jié)果如何，人類探測(cè)器登陸彗星帶來(lái)的最新研究成果讓地球生命起源的探索又向前推進(jìn)了一步。

如何防止彗星撞地球

最后，從地球生物演化歷史看，彗星等小天體撞擊多次導(dǎo)致地球氣候環(huán)境災(zāi)變和生物滅絕事件，如6500萬(wàn)年前的恐龍大滅絕、100多年前的通古斯大爆炸等。1994年舒梅克-列維9號(hào)彗星連串撞擊木星，帶去巨量物質(zhì)和金屬元素，釋放的能量大約相當(dāng)于20億顆原子彈的爆炸。而去年2月15日撞擊俄羅斯車?yán)镅刨e斯克并導(dǎo)致人員受傷和大量建筑物受損的小天體直徑還不到20米。

可以預(yù)料彗星撞擊地球的災(zāi)難性事件未來(lái)還會(huì)再次發(fā)生。因此，有必要通過(guò)彗星探測(cè)，了解彗核的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)組成，精確掌握軌道運(yùn)動(dòng)規(guī)律。如果今后觀測(cè)到可能撞擊地球的彗星，我們就可以運(yùn)用航天器引導(dǎo)改變彗星運(yùn)行軌道，防止其撞擊地球，危害人類安全。