菲萊號上彗星 探索太陽系起源

2014-11-13 13:10
「菲萊號」(Philae)相片(美聯社/歐洲太空總署)
「菲萊號」(Philae)相片(美聯社/歐洲太空總署)

歷經10年,飛越64億公里距離後,由歐洲太空總署(ESA)發射的「羅塞塔號」(Rosetta)上的登陸器「菲萊號」(Philae),已於格林威治標準時間12日下午4點(台灣時間13日零時)左右,登上目標彗星「67P/楚留莫夫─格拉希門克」(67P/Churyumov-Gerasimenko,簡稱67P)表面。由於菲萊號的推進器與魚叉固定器發生錯誤,目前不能確知菲萊號命運如何。但此項籌備超過25年的太空任務,已經成為太空探測史上的重要成就。

降落難度高 成功機率僅¾

先前,計畫主持人詹森(Fred Jansen)表示,菲萊號成功登陸的機率約為75%;考量到整個計畫投入的時間、心力與金錢,這不算是一個很高的數字。美國航太總署(NASA)2001年便曾成功讓探測器登陸433愛神星(Eros),但菲萊號是人類史上首個登陸彗星的嘗試。有多個原因讓登陸計畫困難種種。

與小行星不同,彗星很大成分是水結成的冰,會持續散發灰塵與氣體,本質上並不穩定。受到太陽加熱時,蒸發的速度會變快;這有可能損壞菲萊號與羅塞塔號。

其次,彗星67P以每小時6萬6000公里的速度飛行,長約4公里,寬3.5公里,表面布滿斷崖、斜坡、坑洞與大石塊。當科學家在7月得知表面情況時,有些人認為登錄將不可能成功。但在排除多個危險地區後,科學家最後選定一個大小僅1平方公里的地區作為登陸點,命名為「阿吉奇亞」(Agilkia)。這是尼羅河中的一個小島,伊西絲(Isis)神廟所在地;此神廟先前位於菲萊島上。

如果菲萊號在這之外的地區降落,就更可能翻倒。科學家的計算必須極其精準,彗星形狀奇異的重力場、蒸發的水與灰塵都必須納入考量。在脫離羅塞塔號時,僅僅1吋的誤差,也可能使降落位置差了250公尺之大。甚而,由於降落過程遠在地球5億公里之外,羅塞塔與菲萊必須自動完成整個過程;這個程序一旦開始,遠在德國達姆施塔特(Darmstadt)的科學家們毫無調整的機會。

再者,小彗星上的重力十分微弱,太空人一跳就可躍出其重力範圍。為了確保菲萊號能穩穩抓住彗星表面,它的三支腳架上備有冰鑽,以及類似魚叉的固定錨,要在觸地時發射、抓緊彗星67P。固定錨僅有一次發射機會,無法收回再射一次。

可能揭露太陽系與地球生命的重要信息

彗星是太陽系在行星形成時期,殘餘下來的冰冷遺跡。科學家估計,彗星大約形成於45億年前,它們有如時光膠囊,保存了太陽系的極早狀態,可以讓我們更了解當時太陽系的組構情況。除了改良科學家的太陽系模型,另一項最令人期待的資訊是,彗星可能可以提供地球生命起源的決定性證據。

菲萊號拍下的彗星影像(美聯社/歐洲太空總署)

科學家已經知道,彗星上帶有胺基酸,這是細胞組成的一種關鍵成分。如果能在彗星上發現關鍵的胺基酸與水,就能更加了解地球上的生命是否來自數十億年前的彗星撞擊,帶來了必要的水與有機分子。這將進一步確認地球生命確實來自太空,也能更了解一顆星球如何變得適於人居。

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