太空奇遇 12年太空奇遇，罗塞塔号有哪些神奇的过往？

我带你去罗塞塔(Rosetta comet probe)，这是欧洲局空组织的无人飞船计划。它的主要任务是探索46亿年前太阳系起源的奥秘，以及彗星是否在生命诞生时“提供”地球必需的水和有机物质。)在史诗般的冒险中。过去两年来，我一直热衷于护送探测器在彗星上着陆。为了实现这个目标，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，那时有一团充满气体和尘埃的云。在这片云的中心，我们的太阳在那里形成并燃烧。与此同时，我们现在称为行星、彗星和小行星的天体也形成了。然后根据理论，当地球形成，温度开始下降一点的时候，彗星对地球的影响很大，向地球输送水。它们也可能将复杂的有机物运输到地球，这可能诱导生命的出现。你可以把这个过程比作完成250块拼图，而不是完成2000块拼图。然后像木星、土星这样的大行星，当时不在今天的位置，通过引力相互作用，清理了整个太阳系。然而，我们现在称之为彗星的天体最终来到了一个叫做柯伊伯带的地方，这是海王星轨道之外天体的聚集地。有时这些天相互碰撞，引力发生变化，木星的引力将它们拉回太阳系。然后它们就变成了我们在天上看到的彗星空。

值得注意的是，在此期间，这些彗星已经在太阳系外呆了45亿年，从未改变过——太阳系的一个深度冻结版本。在空中，它们是这样的。我们通过他们的尾巴认识他们。这里其实有两条尾巴。一个是尘尾，是太阳风吹出来的。另一个是离子尾，是带电粒子。在太阳系磁场的影响下，他们可以看到智慧毛和智慧核，它们小到几乎看不见，但你要记住，在罗塞塔的情况下，飞船是在那个中心像素上。我们离这颗彗星只有20、30和40公里。那么重点是什么呢？彗星含有太阳系形成时的原始物质，因此是研究地球构成和生命起源的理想对象。彗星也很可能带来触发生命起源的元素。

1983年，欧洲航天局启动了长期的地平线2000计划(欧空局于1984年首次推出该计划，计划涵盖1995年至2007年期间)。有四个主要的“基石”任务，罗塞塔彗星任务是最后一个。它包括一个基本项目，即访问彗星的任务。与此同时，一个参观彗星的小任务，你在这里看到的乔托，开始了。1986年，它的舰队和其他飞船一起飞过哈雷彗星。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，1993年，“罗塞塔”任务获得批准，原定于2003年发射，但后来由于阿丽亚娜火箭的问题而被取消。但是我们的公关部门，满腔热情，生产了1000个Delft蓝瓷盘，印错了彗星名字。所以从那以后就没买过瓷器。这是积极的一面。所有问题解决后，罗塞塔于2004年离开地球，飞向重新选定的丘鲁莫夫·格拉西缅科彗星。这颗彗星被特别选中是因为，首先，你必须能够到达它所在的地方，其次，它没有在太阳系停留太久。这颗彗星于1959年进入太阳系。这是它被木星偏转后第一次来到太阳系，因为它离太阳足够近，可以使它改变。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，伴随着彗星走过了整个太阳系的旅程——到达最近的近日点。

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，我们在罗塞塔上使用了一些彗星轨道技术，这在其他航天器上通常不使用。通常看天空空，就知道位置和坐标了。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。我们识别出这些特征——鹅卵石、陨石坑——然后我们就知道我们在彗星的相应区域。当然，这也是第一艘利用太阳能电池飞越木星轨道的航天器。这听起来更像是一个壮举而不是事实，因为当时欧洲还没有应用放射性同位素热马达的技术，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。这些都不是专门挑选的矮个子。他们和你我一样都是正常人。我们有两个这样的侧翼，65平方米。然后，当然，当我们飞到这颗彗星上时，你会发现一个65平方米的帆正在接近一个令人疲惫不堪的天体，这并不总是一个方便的选择。我们是如何到达这颗彗星的？因为我们要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——这是我们用普通航天器燃料无法达到的速度。因为我们要携带的燃料是飞船本身的六倍。那么我们怎么做呢？在很低的高度，大概几千公里，当你经过一颗行星的时候，利用引力的拉力作用和弹性力，可以直接得到和那颗行星一样的绕太阳的速度。我们尝试了很多次。在地球上，在火星上，然后在地球上，我们尝试了两次。我们还飞了两个小行星，鲁西亚和斯坦斯。到了2011年，我们离太阳太远了。

但如果飞船遇到问题，我们根本救不了，于是进入休眠状态。除了计时器外，所有仪器都已关闭。

你在这里看到的白色是它的轨道，以及它的运动轨迹。你可以从一开始就看到这个圆圈，这条白线，

我们可以得到越来越多的椭圆，最后在2014年5月接近彗星，然后就要开始做交会减速了。在路上，我们飞越地球，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。对了，那个时候还没有“自拍”这个词。这是彗星红外和可见光分析仪相机在火星上拍摄的。着陆器上有个摄像头。好像在太阳能板下面。可以看到远处出现了火星和太阳能板。2014年1月我们从冬眠中醒来，开始向前移动，5月份我们到达了距离这颗彗星200万公里的地方。但是，这个飞船的速度太快了。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减速非常大。我们的第一次减速需要把速度降低几百公里每小时。事实上，这个过程花了7个小时，消耗了218公斤的燃料，这也是一个令人恐惧的7个小时。

因为在2007年，罗塞塔的推进系统出现了泄漏，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。然后我们到达彗星附近，这是我们看到的第一张照片。

这颗彗星真正的自转周期是12.5小时，所以是加速的，但是你当然可以理解我们移动力学工程师的想法。这不是一件容易的事。我们曾经想象这是某种

像土豆一样容易落地的东西。当时，我们投下了一线希望:

可能是瘪了。但事实并非如此。它的表面仍然很粗糙。因此，当时我们不得不做出如下选择:我们必须使用收集到的所有细节来绘制这个天体的地图，因为我们必须找到一个直径为500米的平坦土地。为什么是500米？这就是我们着陆探测器时的错误。所以我们立即采取行动，绘制了彗星的表面。我们使用了一种叫做摄影测量的技术。利用太阳投下的阴影。彗星表面有一块这样的岩石，太阳从那里照耀。透过阴影，我们可以用大脑一下子大致判断出这块石头的形状。你可以用电脑做一个那样的程序，然后覆盖整个彗星。

你可以画出它表面的地形。为此，我们在8月份开始沿着一条特殊的轨迹飞行。先沿着一个边长100公里的三角形飞，然后把三角形的边长改成50公里，重复整个过程。当时我们已经从各个角度观察过这颗彗星，也可以用这个技术画出整颗彗星的表面形态。现在，是时候选择登陆点了。我们需要做的是在60天内通过绘制彗星的地形图找到最终的着陆点。

我们没时间了。相比之下，平均而言，火星上的任务需要数百名科学家在几年内找到一个着陆点。但我们只有60天，仅此而已。我们终于选定了一个着陆点，罗塞塔送菲莱的指令也准备好了。(2004年，欧洲发射了“罗塞塔”，搭载菲莱进入宇宙。后来菲莱登陆，但与罗塞塔失去联系。在这个无边无际的宇宙中，他们等待着彼此的消息...幸运的是，罗塞塔最终找到了菲莱。但是前提是罗塞塔应该在空的正确位置，对准这颗彗星，因为着陆器是被动的。它需要被推出并飞向彗星。当赖飞走的时候，罗塞塔号必须转过身来，这样它的摄像机才能指向它，并与它通信。整个降落过程用了7个小时。简单计算:如果罗塞塔的速度误差为每秒1厘米，7小时为25000秒，则意味着着陆器着陆彗星的误差为252米。所以我们要把罗塞塔的速度误差精确到每秒1厘米以内，而且在Tai 空距离地球5亿公里，误差要精确到100米以内。这不是一项容易的任务。

我简单介绍一下一些科学理论和仪器。仪器的细节我就不一一介绍了，免得你混淆，但我想帮你理解一些概念。我们可以探测气体，测量灰尘，测量它们的形状和成分。有磁力仪之类的，我们需要的一切。它本身可能什么都不是，但是看看那些尖刺。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自转的事实。这里有一点。很明显，很多东西都是从那里来的。它被太阳加热，然后在背面冷却。我们可以看看这里的密度差。这些是我们测量过的气体和有机化合物。可以看出这是一个令人印象深刻的榜单，上面的东西会越来越多，因为我们做了更多的测量。事实上，此刻休斯顿有一个会议，这些数据将在会议上显示。我们还测量了灰尘颗粒。

对你来说可能没有太大意义，但是科学家们看到这些都很兴奋。两个尘埃粒子:在右边他们叫它鲍里斯，他们用钽把它拍下来，这样他们就可以分析它了。我们发现了钠和镁。这说明这是太阳系刚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。罗塞塔号上的一个相机，奥西里斯相机，被拍摄了下来，它实际上是2015年1月23日《科学》杂志的封面。

没人想到会是这个样子。砾石，岩石——它看起来更像优胜美地的半屏岩石，而不是其他任何地方。我们也看到了这样的东西:沙丘，在右手边，看起来像是被风吹来的一些影子。我们在火星上发现了这些，但是这颗彗星没有大气层，所以要制造一个被风吹来的阴影有点困难。这可能是部分除气，有些东西上升然后下降。我们还不知道，所以我们要做大量的调查。在它拍摄的照片中有两张同一地点的图像。中间有个坑。还有一个，从坑底吹出三股气流。这是这颗彗星的活动。显然，这些坑的底部是活动区，也是物质蒸发成空的地方。

这颗彗星的脖子上有一个非常有趣的裂缝。它长1公里，宽2.5米。有人提出，其实当我们靠近太阳的时候，彗星可能会一分为二，然后我们要做出选择。我们要追踪彗星的哪一半？着陆器——一样，携带了很多仪器，除了一些钻井装置，大部分都和飞船上的差不多。罗塞塔携带几乎相同仪器的原因是为了将在Tai 空中发现的物质与这颗彗星上的物质进行比较。这叫做“地面真相调查”。奥西里斯相机在降落和下降时拍摄的图像。你可以看到着陆器离罗塞塔越来越远了。着陆器在60米外拍摄的照片在彗星表面上方60多米处。这颗卵石直径约10米。我们在彗星着陆前拍的最后一张照片。你可以从左下角到中间看到三张着陆器飞越彗星表面的放大照片。然后，是落地前和落地后的对比。唯一的问题是落地后的照片里，

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。

但是反弹了。离开了彗星表面。有趣的是，在罗塞塔的设计中，

它将携带一个可以反弹的着陆器。但是我放弃了，因为成本太高。我们已经忘记了，

但是着陆器记得。第一次弹跳的时候，在磁力仪上，可以看到x，y，z三个坐标的数据，中途可以看到一条红线。这条红线表示发生了变化。怎么回事？

显然，在第一次反弹时，着陆器的一条腿撞到了某个地方的坑边，然后着陆器的转速发生了变化。所以我们很幸运能处于当时的位置。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，这是我见过的

最好的空科学照片之一。未来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，但搜索仍在继续，我们正试图让着陆器再次工作。我们每天都仔细倾听，希望着陆器能在现在到四月之间的某个时候重新开始工作。

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。所以虽然看起来像块大石头，其实不是。从去年6月到8月，我们看到它的活动增加了四倍。当我们接近太阳时，每秒钟会有100公斤的物质离开彗星:气体、灰尘等等。一天就是一亿公斤。

终于到了登陆的那一天。我永远忘不了——大家都疯了，德国还有250个电视工作者争着报道。BBC采访我的同时，另一家电视台整天跟着我，我的工作人员也拍下了我的采访，持续了一整天。我离开监控室，问对了问题，发现频道的工作人员找到了我。我激动得流下了眼泪，那种感觉还在徘徊。在接下来的一个半月里，每次想到登陆日，我的眼睛里就充满了泪水，那种情感依然存在于我的心里。我想用这张彗星的照片来结束今天的演讲。

1.维基百科

2.天文术语

财政年度:张春华

作者:TED

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