締造歷史!人類太空船登陸彗星

2014-11-12 23:51
「菲萊號」登陸器,登陸彗星「67P/丘留莫夫─格拉西緬科」,這是想像圖(ESA)
「菲萊號」登陸器,登陸彗星「67P/丘留莫夫─格拉西緬科」,這是想像圖(ESA)

歐洲太空總署(ESA)12日完成一項史無前例的壯舉:首度讓太空探測器登陸彗星。台灣時間13日凌晨零時5分左右,從母船「羅塞塔號」(Rosetta)出發的「菲萊號」(Philae)登陸器,在彗星「67P/楚留莫夫─格拉希門克」(67P/Churyumov-Gerasimenko,簡稱67P)的地表成功著陸,展開為期4個月的研究探測任務,協助人類深入瞭解彗星,解析太陽系的形成過程,探索地球生命可能的起源。

這項任務的難度與複雜度也幾乎是史無前例。羅塞塔號伴隨著67P以時速6萬6000公里(每秒18公里)飛向太陽,67P的面寬只有4公里,形狀不規則,地形險惡,而菲萊號的重量只有100公斤。科學家形容,這就像高速飛越一座大城市的上空,投下一顆氣球,而且要精確命中特定地點。

更有甚者,菲萊號本身沒有動力推進系統,只能靠慣性飛行,無法調整方向與速度,因此羅塞塔號必須在極精確的位置、角度與速度,將它彈射出去。一旦射出,德國達姆施塔特(Darmstadt)任務控制中心的科學家只能祈禱上蒼,期望菲萊號自求多福,等候結果從5億公里外的太空傳來。

按照ESA的計劃,菲萊號以時速3.5公里的慢動作,降落在67P的「阿吉奇亞」(Agilkia,名稱來自尼羅河中的一座小島)地區,當地較少大型岩石,因此中選。在著陸的那一刻,菲萊號射出兩具類似魚叉的裝置,3支腳架也會伸出3支「冰鑽」,緊緊抓住67P的地表,以免被彈回太空。

著陸成功之後,菲萊號上的10部科學儀器將開始探測、收集67P的各種資料,並輾轉傳回地球。在為期4個月的任務中,菲萊號要分析彗星表面的化學結構,觀察是否可能存在有機碳分子或水等能孕育生命的物質,以印證外太空星體撞擊地球帶來生命的學說。

菲萊號會先不眠不休、埋頭苦幹64個小時,幾乎耗盡電力,然後進入休眠狀態,讓太陽能電池板蓄積電力,醒過來之後,以每兩天一個小時的節奏繼續工作,直到鞠躬盡瘁為止。

「羅塞塔號」名稱來自18世紀末在尼羅河三角洲出土、以象形文字記載古埃及文明的「羅塞塔石碑」(Rosetta Stone)。ESA研究彗星的羅塞塔計劃發想於1993年,但是11年後的2004年3月才發射升空,計劃耗資約13億歐元(新台幣520億元)。

羅塞塔號搭載菲萊號,出發號三度飛掠地球,一度飛掠火星,從兩個行星的重力場獲取足夠的加速度。在飛行約64億公里之後,今年8月來到火星與木星之間,終於追上67P並開始環繞它,進行探測,準備登陸工作,兩者相距約只有10公里。

67P彗星是在1969年9月11日,由兩位蘇聯科學家楚留莫夫與格拉希門克共同發現,它的輪廓有如兒童戲水玩的橡皮鴨,面寬約4公里,質量約100億噸,表面溫度在攝氏零下68度至43度之間。67P軌道周期6.45年,下一次將於2015年8月13日到達近日點。

如今羅塞塔號與67P距離地球約5億公里,由於實在太遙遠,訊息傳遞需仰賴美國航太總署(NASA)「深空網絡」(Deep Space Network)布建於美國加州、澳洲與西班牙的巨大無線電波天線陣列,而且傳送一次資料需時28分鐘。

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