51区未解之谜网

未解之谜与世界之最,猎奇文章

首页 > 世界奇闻 > 12年太空奇遇,罗塞塔号有哪些神奇的过往?

12年太空奇遇,罗塞塔号有哪些神奇的过往?

时间:2020-04-02 10:55:59 作者: 来源:51区未解之谜网 手机阅读

太空史诗冒险:罗塞塔的历程和发现

我想带你进入罗塞塔(罗塞塔彗星探测器是由欧洲机构组织的无人飞行器项目。它的主要任务是探索46亿年前太阳系起源的奥秘,以及彗星是否为地球提供了生命诞生所必需的水和有机物质。)进行史诗般的探险。过去两年来,护送探测器降落在彗星上一直是我的爱好。为了达到这个目标,我需要向你解释一些关于太阳系起源的事情。

让我们回到45亿年前,那时有一团气体和尘埃。在这个星团的中心,我们的太阳在那里形成并燃烧。与此同时,那些我们现在称之为行星、彗星和小行星的天体也已经形成。然后,根据理论,当地球形成,温度开始略有下降时,彗星极大地影响了地球,并将水输送到地球。它们也可能将复杂的有机物质运送到地球上,这可能导致了生命的出现。你可以把这个过程比作完成一个250块的拼图,而不是2000块的拼图。然后,像木星和土星这样的大行星,在当时不在今天的位置,将通过引力相互作用,清理整个太阳系。我们现在称之为彗星的天体最终会到达一个叫做柯伊伯带的地方,这是海王星轨道之外的天体聚集带。如今,有时它们会相互碰撞,并产生引力转移。木星的引力将它们拉回太阳系。然后它们变成了我们在天空中看到的彗星空。

值得注意的一点是,在此期间,这些彗星已经在太阳系之外存在了45亿年,而且从未改变过——太阳系的深冻版本。在空中,它们看起来像这样。我们通过他们的尾巴了解他们。这里实际上有两条尾巴。一个是尘尾,被太阳风吹出。另一个是离子尾,它是带电粒子。受太阳系磁场的影响,他们可以看到彗核和彗核,它们非常小,几乎看不见。然而,你应该记得在罗塞塔的情况下,宇宙飞船在中心像素上。我们离这颗彗星只有20,30,40公里。那么关键点是什么呢?彗星含有太阳系形成时的原始物质,因此它们是研究地球组成和生命起源的理想对象。彗星也可能带来了触发生命起源的元素。

1983年,欧洲航天局开始了一项长期的地平线2000计划(欧空局于1984年首次推出,计划覆盖1992007年期间)。有四个主要的“基石”任务,最后一个是“罗塞塔彗星”,其中包括一个基本项目,一个访问彗星的任务。与此同时,还有一个小任务是访问这颗彗星,也就是你在这里看到的乔托彗星。1986年,它的舰队和其他航天器一起飞过哈雷彗星。那次任务的结果清楚地表明彗星是研究太阳系的理想天体。因此,罗塞塔任务于1993年获得批准。最初计划于2003年发射,但后来由于阿丽亚娜火箭的问题而取消。然而,我们的公共关系部充满热情,制作了1000个代尔夫特蓝瓷盘,并印错了彗星的名字。所以从那以后我就没买过任何瓷器。这是一个积极的方面。所有的问题都解决后,罗塞塔于2004年离开地球,飞到了重新选择的彗星——丘柳莫夫·格拉西缅科彗星。这颗彗星是特别挑选的,因为,首先,你必须能够到达它的位置,其次,它不会在太阳系停留太久。这颗特殊的彗星于1959年进入太阳系。这是它被木星偏转后第一次来到太阳系,因为它离太阳很近,足以让它改变。这是一颗非常新的彗星。罗塞塔取得了许多历史性的突破。它是第一颗进入彗星轨道的人造卫星,伴随着彗星完成了整个太阳系的旅程,到达了最短的近日点。

然后再次离开太阳系。这是宇宙飞船第一次降落在彗星上。事实上,我们已经使用了一些环绕彗星轨道的技术,这些技术通常不会在罗塞塔上的其他航天器上使用。通常,如果你看天空空,你会知道位置和坐标。但在这种情况下,这还不够。我们通过观察彗星上的地标来导航。我们识别这些特征——鹅卵石、陨石坑——然后我们知道我们在彗星的相应区域。当然,这也是第一个使用太阳能电池飞跃木星轨道的航天器。这听起来比事实更像一个壮举,因为放射性同位素热发动机技术还没有在欧洲应用,所以当时没有选择。

但是这些太阳能电池板非常大。这是它的侧翼之一。这些不是特别挑选的矮个子。他们是像你我一样的正常人。我们有两个这样的翅膀,65平方米。然后,当然,当我们飞向这颗彗星时,你会发现驾驶一艘65平方米的帆船向一个排气物体飞去并不总是一个方便的选择。我们是怎么到达这颗彗星的?因为我们必须去一个非常遥远的地方——完成罗塞塔的科学目标。

它是地球到太阳距离的四倍——这是我们用普通宇宙飞船燃料无法达到的速度。因为我们必须携带飞船本身重量的六倍。你怎么做到的?在非常低的高度,大约几千公里,当你穿过一个行星时,你可以利用引力的拉力和弹力直接获得和那个行星相同的太阳速度。我们已经试过很多次了。在地球上,在火星上,然后在地球上两次,我们也飞越了两个小行星,卢特亚和斯坦斯。到2011年,我们离太阳太远了。

但是如果飞船遇到问题,我们根本救不了它,所以我们进入了休眠状态。除了一个计时器,所有的仪器都关了。

你在这里看到的白色是它的轨道和轨迹。你可以从开始看到这个圆圈,这条白线,

我们可以得到越来越多的椭圆,最后我们在2014年5月接近彗星,然后我们必须开始减速。在路上,我们飞过地球,拍了一些照片来测试我们的相机。这是地球另一边升起的月亮。这就是我们现在所说的自拍。顺便说一句,“自拍”这个词当时并不存在。这是由彗星红外和可见光分析仪相机在火星上拍摄的。着陆器上有一个摄像头。它看起来在太阳能电池板下面。你可以看到火星和太阳能电池板出现在远处。当我们在2014年1月从冬眠中醒来时,我们开始向前移动,并在5月到达距离彗星200万公里的地方。然而,这艘飞船的速度太快了。我们的速度比这颗彗星快2800公里,所以我们需要刹车。我们必须做8次减速,我们可以看到其中一些非常大。我们的第一次减速需要以每小时几百公里的速度减速。事实上,这个过程花了7个小时,消耗了218公斤的燃料,这也是令人恐惧的7个小时。

因为2007年罗塞塔的推进系统有泄漏,我们不得不关闭一个分流器,所以推进系统在超过设计容量的压力下运行。然后我们到达了彗星附近。这是我们看到的第一批照片。

这颗彗星的实际自转周期是12.5小时,所以它在加速运行,但你肯定能理解我们的移动力学工程师的想法。这不是一件容易的事情。我们曾经幻想这是某种

像土豆一样容易着陆的东西。这时候我们燃起了一线希望:

也许它是平的。但事实并非如此。它的表面仍然很粗糙。因此,在那个时候,我们必须做出以下选择:我们必须使用所有收集到的细节来绘制这个天体的地图,因为我们必须找到一个直径500米的平坦陆地。为什么是500米?这是我们着陆探测器时的错误。所以我们立即采取行动,绘制了彗星表面的地图。我们采用了一种叫做摄影测量的技术。利用太阳投下的阴影。彗星表面有这样一块岩石,阳光从那里照射进来。透过阴影,我们可以立即用大脑粗略地判断这块岩石的形状。你可以用电脑来制作这样的程序,然后覆盖整个彗星。

然后我们可以画出它表面的地形。为此,我们在八月开始沿着一条特殊的轨道飞行。首先,沿着边长为100公里的三角形飞行100公里,然后将三角形的边长改为50公里,并重复整个过程。那时,我们已经从各个角度观察到了这颗彗星,我们也可以用这种技术来绘制整颗彗星的表面形态。现在,是时候选择着陆地点了。我们要做的是通过绘制彗星的外观在60天内找到最终的着陆点。

我们时间不多了。相比之下,平均而言,火星任务需要数百名科学家花费数年时间寻找着陆点。但我们只有60天,仅此而已。我们最终选择了一个着陆点,罗塞塔发送菲莱号的指令已经准备好了。(欧洲在2004年推出了罗塞塔。它把菲莱带到了宇宙。后来菲莱着陆了,但与罗塞塔失去了联系。在这个广阔的宇宙中,他们等待着彼此的消息……幸运的是,罗塞塔最终找到了菲莱。然而,前提是罗塞塔必须在空的正确位置,瞄准彗星,因为着陆器是被动的。它需要被推出去飞向彗星。“罗塞塔”号必须掉头,这样它的相机才能面对它,并在利飞走时与他交流。整个着陆过程花了七个小时。一个简单的计算:如果罗塞塔的速度误差是1厘米每秒,7小时是25000秒,这意味着着陆器在彗星上着陆时的误差是252米。因此,我们必须准确地估计出罗塞塔的速度误差小于1厘米每秒,而它离地球5亿公里远,误差应该在100米以内。这不是一项容易的任务。

让我快速介绍一下这些科学理论和仪器。我不会介绍乐器的所有细节以免让你困惑,但我想帮助你理解一些概念。我们可以探测气体,测量灰尘,测量它们的形状和成分,这里有磁力计和我们需要的一切。它本身可能不多,但看看那些尖峰。这是彗星上的一天。你可以看到太阳对气体蒸发的影响以及彗星正在旋转的事实。这里有一点。显然,很多事情都是从那里来的。它被太阳加热,然后背部冷却。我们可以看看这里的密度差异。这些是我们测量过的气体和有机化合物。我可以看到这是一个令人印象深刻的列表,而且上面会有越来越多的东西,因为我们也做了更多的测量。事实上,休斯顿现在正在开会,这些数据会在会议上显示出来。我们还测量了尘埃粒子。

对你来说,这可能没有多大意义,但当科学家看到这一点时,他们都非常兴奋。两个微粒:他们称它为右边的鲍里斯,他们用钽射击它,这样他们就可以分析它。我们发现了钠和镁。这也表明这是太阳系首次形成时这两种物质的浓度,所以我们知道行星形成时存在什么物质。当然,最重要的因素之一是成像。罗塞塔上的相机之一,奥西里斯相机,实际上是2015年1月23日《科学》杂志的封面。

没人想到会是这样。卵石,岩石——与任何其他地方相比,它看起来更像约塞米蒂的半屏岩石。我们还看到了沙丘之类的东西,在右手边,看起来像是被风吹起的影子。我们在火星上发现了这些,但是这颗彗星没有大气层,所以很难制造出被风吹动的影子。这可能是一个局部的出口,有些东西上升然后下降。我们还不知道,所以仍有许多调查要进行。它拍的照片包括同一地点的两张照片。中间有一个坑。还有一个。有三股气流从坑底吹出。这就是这颗彗星的活动。显然,这些坑的底部是活跃区域,在那里物质蒸发成空。

这颗彗星的脖子上有一条非常有趣的裂缝。它长1公里,宽2.5米。有些人认为,事实上,当我们接近太阳时,彗星可能会分裂成两半,然后我们必须做出选择。我们要追踪彗星的哪一半?着陆器——一样的,携带了很多仪器,除了一些钻孔装置,它们中的大多数都和飞船上的相似。罗塞塔携带几乎相同仪器的原因是为了将在太空中发现的物质与这颗彗星上的物质进行比较。这被称为“地面真相调查”。奥西里斯相机在着陆和降落时拍摄的图像。我们可以看到着陆器离罗塞塔越来越远。60米外着陆器拍摄的照片在彗星表面60米以上。这颗大卵石直径约10米。我们在彗星着陆前拍的最后一张照片。从图片的左下角到中间,你可以看到三张着陆器飞过彗星表面的放大图像。然后,在到达顶部之前和之后进行比较。唯一的问题是,在着陆后的照片中

没有着陆器。但是如果你仔细看这张图片的右边,我们可以看到着陆器仍然在那里。

但它反弹回来了。再次离开彗星表面。现在,有趣的是,在罗塞塔的设计中,

它将携带一个反弹着陆器。但是因为费用太高,他放弃了。我们已经忘记了这件事,

但是着陆器仍然记得。在第一次反弹期间,在磁力计上,你可以看到来自x、y和z坐标的数据。在中间,你可以看到一条红线。这条红线表明已经发生了变化。发生什么事了?

显然,在第一次反弹过程中,着陆器的一条腿碰到了某个地方的坑边,然后着陆器的转速就改变了。所以我们很幸运处于那个位置。这是罗塞塔拍摄的标志性照片之一。这是一个人造物体,着陆器的一条腿,站在一颗彗星上。对我来说,这就是我所看到的

最好的空科学照片之一。前面的任务之一是找到这个着陆器。我们知道一些关于它应该在哪里的信息。我们还没有找到它,但是搜索还在继续,我们也在努力让着陆器恢复工作。我们每天都在仔细监控,希望从现在到4月,这个着陆器能恢复工作。

我们在这颗彗星上发现的是这颗彗星可以漂浮在水面上。它的密度是水的一半。所以尽管它看起来像一块大石头,但它不是。从去年六月到八月,我们看到它的活动增加了四倍。当我们接近太阳时,每秒100公斤的物质会离开彗星:气体、尘埃等。一天是一亿公斤。

最后,是着陆的日子。我永远不会忘记——每个人都疯了,德国有250名电视台工作人员在争夺报道。当英国广播公司采访我的时候,另一家电视台一整天都在跟踪我,我的工作人员也拍摄了我的采访。这种情况持续了一整天。当我离开控制室并问了正确的问题时,探索频道的工作人员找到了我。我激动得哭了,但这种感觉仍然挥之不去。在接下来的一个半月里,每当我想到登陆日,我的眼里就充满了泪水,这种情感依然存在于我的心中。我想用这张彗星的照片来结束今天的演讲。

参考材料

1.维基百科

2.天文术语

财政年度:张春华

由TED

如果有任何侵犯相关内容,请联系作者在30天内删除它。

复制也需要授权,应该注意保持完整性和指出来源。

相关文章

.

世界奇闻

热门文章

今日最新