看過《后會無期》電影或者預(yù)告片的人應(yīng)該會記得這么一句臺詞，對于許多人來說，浩瀚的星空會比光鮮的明星們更有吸引力。

 

　　我的偶像是一顆探測器

 

　　科學(xué)家從上世紀(jì) 70 年代開始討論彗星探測項(xiàng)目。在 1986 年哈雷彗星來臨時，曾有一群國際太空探測器被送去探測彗星系統(tǒng)，其中最重要的是歐洲航天局非常成功的喬托號。在探測器傳回大量豐富有價值的科學(xué)資料后，明顯地需要增加更多探測器以了解復(fù)雜的彗星成份以及解決新增加的問題。最終 1993 年項(xiàng)目獲批，這個歐洲空間局組織的無人太空船計(jì)劃名為羅塞塔號（Rosetta）。這個宏大而深遠(yuǎn)的項(xiàng)目耗資 13 億歐元（約合 17.4 億美元，107 億人民幣）。

　　2004 年 3 月 2 日格林威治時間 07:17，羅塞塔號正式發(fā)射，研究 67P/楚留莫夫－格拉希門克彗星（67P/Churyumov-Gerasimenko）。羅塞塔號由兩個主元件組成：羅塞塔探測器及菲萊登陸器。探測器以羅塞塔石碑為命名，希望此任務(wù)能幫助解開行星形成前的太陽系的謎。登陸器以尼羅河中小島的名字菲萊命名，有一塊方尖碑在那里被發(fā)現(xiàn)且協(xié)助解讀羅塞塔石碑。

 

　　十年之后，格林威治時間 8 月 6 日 9 時 29 分（北京時間 17 時 29 分），羅塞塔號彗星探測器成功進(jìn)入環(huán)繞 67P/楚留莫夫－格拉希門克彗星的軌道。雖然其他航天器也曾短暫接近過彗星，但羅塞塔號彗星探測器是首次進(jìn)入彗星的近距離軌道，更令人鼓舞的是，該航天器還計(jì)劃最大限度地接近彗星，并對其進(jìn)行數(shù)月的仔細(xì)研究。

 

　　羅塞塔飛船主體是一個 2.8×2.1×2.0 米的結(jié)構(gòu)體，其頂端安裝科學(xué)載荷，而底部則安裝其他輔助分系統(tǒng)。飛船上還安裝有一臺直徑 2.2 米的高增益通訊天線，而在相反的另一面則搭載著著陸器“菲萊”。

 

　　歐洲航天局局長 Jean-Jacques Dordai 對羅塞塔號彗星探測器成功進(jìn)入環(huán)繞 67P/楚留莫夫－格拉希門克彗星的軌道感到非常興奮：

 

　　“我們很高興地宣布，我們到了！”

　　他表示，為了與67P/楚留莫夫－格拉希門克彗星（67P/Churyumov-Gerasimenko）會合，羅塞塔號在這 10 年的時間里飛行了 40 億英里（約合 64 億公里），期間 5 次飛過太陽附近，3 次在引力助推下飛回地球，1 次飛躍火星。

 

　　2007 年 2 月 25 日，羅塞塔號安排了一次低高度通過火星，因?yàn)榈谝淮伟l(fā)射被拖延了一年而必須修正軌道。這并不是沒有風(fēng)險(xiǎn)的，因?yàn)楣烙?jì)飛越高度僅僅只有 250 公里。

 

　　此外，因?yàn)樘沾诨鹦堑倪h(yuǎn)端，在那里它將有 15 分鐘無法接收到任何太陽光，不能使用太陽能板。所以太空船因此將進(jìn)入待命模式，不可能進(jìn)行通訊，必須靠并不是為了這個工作設(shè)計(jì)的電池飛行，因此這項(xiàng)火星附近的調(diào)動被昵稱為“十億美元的賭博”。

 

　　探測器的偶像是一顆彗星

　　67P/楚留莫夫－格拉希門克彗星繞太陽一周需要 6 年半，最終將遠(yuǎn)離木星，羅塞塔將和這顆彗星開展為期一年的共同旅程。

 

　　在此期間，羅塞塔發(fā)送的一個探測器將嘗試登陸彗星表面，這是一個風(fēng)險(xiǎn)極高的前所未有的任務(wù)。目前，羅塞塔號已經(jīng)發(fā)回了不少 67P/楚留莫夫－格拉希門克彗星的近距離照片：

 

　　羅塞塔號傳回的圖片顯示，目標(biāo)彗星的彗核直徑大約 2.5 英里（約合 4 公里），由兩部分和一個“脖子”組成，科學(xué)家稱，彗星的形狀就像一只鴨子。

 

　　彗星表面似乎顏色較深、布滿塵埃，不是潔凈的冰層。彗星上有懸崖、平地、巨型裂隙等地形特征。隨著目標(biāo)彗星越來越接近太陽，羅塞塔還會給人們帶來更多驚喜。屆時高熱將使彗星冰核融化，產(chǎn)生明亮的光暈以及由鐵和塵埃組成的長長彗尾，預(yù)計(jì)羅塞塔將拍下整個壯麗的變化過程，這可能是人類最近距離地通過科技手段觀測彗星變化。

　　目前，羅塞塔號相對彗星的運(yùn)行速度與一個行人的走路速度差不多，即約每小時兩英里（3.2公里）。此時它與彗星之間的距離已經(jīng)不到 60 英里（約合 96 公里）。根據(jù)其官方網(wǎng)站顯示的示意圖，在浩瀚的宇宙中，羅塞塔號和彗星幾乎匯合成了一個點(diǎn)。

 

　　當(dāng)然，羅塞塔號的主要任務(wù)不是為了去觀光，花費(fèi) 13 億歐元的項(xiàng)目背后肯定還有著非常宏大的科學(xué)研究目的。歐洲航天局高級科學(xué)顧問 Mark McCaughrean 解釋了羅塞塔號成功入軌和該計(jì)劃的意義所在：

 

　　“今天，羅塞塔號探測器到達(dá)距離目標(biāo)彗星 100 公里的地方?？梢赃@么說，今天才開啟了真正的科學(xué)任務(wù)。因?yàn)楝F(xiàn)在我們可以開始測量一些東西，去真正地分析彗星，了解它的歷史、它在太陽系中處于什么位置、它是由哪些物質(zhì)構(gòu)成的。我們可能會破解一些奧秘，來回答多個問題，例如有關(guān)太陽系的形成、地球上水的來源甚至是生命的起源。”

 

　　在地球的早期，由于溫度過高，水無法通過典型的化學(xué)過程形成，一些科學(xué)家認(rèn)為，彗星上的冰可能為地球提供了流動的水。為了更加清楚地闡明這個問題，羅塞塔號搭載的設(shè)備將對彗星上的水進(jìn)行分析，看看這顆彗星上水的同位素組成是否和地球上的水一樣。

 

　　另外一種理論認(rèn)為，彗星可能同樣攜帶有生命形成的早期物質(zhì)，例如氨基酸，氨基酸可以形成蛋白質(zhì)。這或許能解釋生命的起源問題。

 

　　2009 年，美國一架宇宙飛船在一顆彗星上發(fā)現(xiàn)了甘氨酸，這是第一項(xiàng)這樣的發(fā)現(xiàn)。羅塞塔號搭載的設(shè)備將檢查 67P/楚留莫夫－格拉希門克彗星表面是否存在任何此類有機(jī)物質(zhì)，以及這些物質(zhì)和地球類似物質(zhì)有何不同。

 

　　羅塞塔和菲萊怎么“追星”？

　　因?yàn)槭玛P(guān)非常精密的科研任務(wù)，羅塞塔號探測器和菲萊號登陸器有著非常多的科研儀器在身上。根據(jù)新浪科技的整理得知，除了一臺主發(fā)動機(jī)之外，羅塞塔飛船上還安裝有多達(dá) 24 臺小型姿控發(fā)動機(jī)，每臺可以提供約 10 牛頓的小推力。

 

　　而為了達(dá)成科學(xué)考察目的，羅塞塔飛船上一共搭載了11臺科學(xué)設(shè)備，包括：

 

　　ALICE——紫外成像光譜儀，用于彗發(fā)與彗尾的氣體成分分析，彗核水汽與二氧化碳/一氧化碳產(chǎn)生率觀測，并協(xié)助判定彗核成分；

 

　　CONSERT ——彗核探測與無線電通訊實(shí)驗(yàn)，借助無線電在彗核表面的反射/散射信號特性，研判彗核內(nèi)部結(jié)構(gòu)；

 

　　COSIMA——彗星二次離子質(zhì)譜儀，分析彗核釋放出的塵埃顆粒性質(zhì)，包括判別其物質(zhì)成分，以及是否含有有機(jī)物；

 

　　GIADA——顆粒碰撞分析儀/塵埃采集器，用于測量塵埃顆粒的數(shù)量，質(zhì)量，動量與速度，分布狀況等信息；

 

　　MIDAS——微成像塵埃分析系統(tǒng)，分析彗星周圍的塵埃環(huán)境，包括塵埃數(shù)量，大小，分布，形態(tài)等等；

 

　　MIRO——羅塞塔軌道器微波設(shè)備，用于判定主要?dú)怏w豐度，彗核表面排氣率，以及彗核淺地表溫度；

 

　　OSIRIS——光學(xué)，光譜與紅外遙感系統(tǒng)，擁有廣角/窄角相機(jī)，可以獲取高分辨率彗核圖像；

 

　　ROSINA——羅塞塔軌道器離子與中性粒子光譜儀，包含兩臺探測設(shè)備，可以對彗星的大氣/離子層進(jìn)行考察；

 

　　RPC——羅塞塔飛船等離子體科學(xué)包，包括5臺設(shè)備，對彗發(fā)進(jìn)行分析，并監(jiān)測彗星與太陽風(fēng)粒子間的相互作用；

 

　　RSI——無線電科學(xué)實(shí)驗(yàn)，利用無線電信號頻率偏移測量彗核的質(zhì)量與引力場參數(shù)，反演彗核內(nèi)部結(jié)構(gòu)與密度狀況，并進(jìn)行軌道測定和彗發(fā)研究；

 

　　VIRTIS——可見光與紅外熱成像光譜儀，研判彗核固體物質(zhì)成分，并測量地表溫度，并幫助選取著陸器的著陸位置。

 

　　如前所述，羅塞塔飛船上還攜帶有一顆重約 100 公斤的小型著陸器，名為菲萊（Philae）。在今年的 11 月份，這艘著陸器將會與母船分離，并使用特殊的“魚叉”三足固定系統(tǒng)著陸彗星表面。這將是人類歷史上首次著陸一顆彗星的表面。

 

　　菲萊上一共安裝了 9 臺科學(xué)設(shè)備，設(shè)備總重約 21 公斤。另外它還攜帶了鉆探設(shè)備，用于在彗核表面進(jìn)行鉆探取樣，這 9 臺科學(xué)載荷包括：

 

　　APXS——阿爾法粒子-X 射線光譜儀，它將會被置于距離地面僅 4 厘米左右的位置上，探測物質(zhì)的阿爾法粒子/X 射線輻射特征，從而分析其地表元素成分；

 

　　CIVA——全景相機(jī)，其一共包括 6 臺完全相同的小型相機(jī)，用于拍攝彗核地表的全景圖像，另外還包括光譜儀，用于分析從彗核地表獲取樣品的成分，結(jié)構(gòu)以及反照率分析；

 

　　CONSERT——彗核探測與無線電通訊實(shí)驗(yàn)，借助無線電在彗核表面的反射/散射信號特性，研判彗核內(nèi)部結(jié)構(gòu)；

 

　　COSAC——彗星取樣與成分分析儀，通過元素與分子信息分析彗星上復(fù)雜有機(jī)分子；

 

　　PTOLEMY——演化氣體分析儀，用于對較輕元素的同位素分析；

 

　　MUPUS——地表與次地表多功能科學(xué)包，測量彗核表面的密度，熱量與機(jī)械性質(zhì)；

 

　　ROLIS——羅塞塔著陸器成像系統(tǒng)，這是一臺 CCD 相機(jī)，用于在著陸彗核的過程中拍攝高分辨率圖像，并拍攝其他設(shè)備取樣區(qū)域的高清圖像；

 

　　ROMAP——羅塞塔著陸器磁強(qiáng)計(jì)/等離子體監(jiān)測儀，用于研究彗星磁場以及彗星/太陽風(fēng)相互作用機(jī)制；

 

　　SD2——取樣與分發(fā)設(shè)備，可以鉆探進(jìn)入彗核地下最深 20 厘米，并自動向不同分析設(shè)備進(jìn)行樣品分發(fā)；

 

　　SESAME——表面電性與聲學(xué)監(jiān)測裝置，測量彗核以及彗核周圍空間的聲學(xué)與電學(xué)性質(zhì)。

 

　　緊接著文章開始的臺詞是：

 

　　“旅行者一號，1977 年發(fā)射，歷經(jīng) 36 年，終于沖出了太陽系，進(jìn)入外太空的星際空間。它這樣孤獨(dú)的漂流，只為了去未知的世界看一眼。”

 

　　羅塞塔號探測器也是類似，它以每秒 15 公里的速度飛馳而去，也是為了一個簡單而偉大的目標(biāo)，還好，等著它的，是一顆璀璨的彗星，還好，它們已經(jīng)相遇。