“羅塞塔”飛掠“魯特西亞”小行星

□ 思 飛

“羅塞塔”探測“魯特西亞”

7月10日，歐空局的“羅塞塔”彗星探測器在飛往目標(biāo)星體的征途中，成功飛掠“魯特西亞”小行星，并對其進(jìn)行了拍攝。這是它第二次順路探測小行星，且具重要科學(xué)價值。

“羅塞塔”彗星探測器

歐空局研制的“羅塞塔”探測器，重約3噸，造價12.5億美元。它由軌道器和名為“菲萊”的登陸艙兩大部分組成。軌道器裝備著12臺科學(xué)儀器，登陸艙攜帶著9臺科學(xué)儀器。2004年3月2日，它被“阿里安”5G型運載火箭從法屬圭亞那庫魯航天中心發(fā)射升空，開始了追逐目標(biāo)星體——“丘留莫夫-格拉西緬科”彗星的長途征程。

標(biāo)志著歐空局對太空研究全新思路和設(shè)計理念的“羅塞塔”探測器，沿著預(yù)設(shè)的追尋軌道飛馳10年時間方能與“丘留莫夫-格拉西緬科”彗星交會。在此期間，它于2005年3月、2007年11月和2009年11月先后三次飛近地球，并于2007年2月從火星身旁匆匆掠過，目的是借助這兩顆行星的引力提升自己的飛行速度，以節(jié)省本身推進(jìn)系統(tǒng)所帶的燃料。

“羅塞塔”飛掠火星

“羅塞塔”于2008年9月5日拍到的“斯坦斯”小行星立體近照

“羅塞塔”的飛行控制是由歐空局設(shè)在德國達(dá)姆斯塔特的地面測控中心負(fù)責(zé)的。為了節(jié)省能量，“羅塞塔”平時處于“冬眠”狀態(tài)，依靠慣性飛行。只有當(dāng)它接近歐空局認(rèn)為需要觀測的天體時，測控中心才會進(jìn)入臨戰(zhàn)狀態(tài)，立即發(fā)出遙控指令讓探測器上的所有系統(tǒng)都開啟工作，以免錯過難逢的寶貴時機(jī)。這樣做的另一個好處是，借此還能測試“羅塞塔”上導(dǎo)航系統(tǒng)的性能?！傲_塞塔”兩次探測小行星，都是在這種情況下完成的。

順路探測“斯坦斯”小行星

2008年9月初，“羅塞塔”飛近名為“斯坦斯”的小行星。形狀不規(guī)則的“斯坦斯”星直徑僅約4.6千米，比目標(biāo)彗星的彗核稍大一點，位于火星與木星之間的小行星帶內(nèi)。地面測控中心發(fā)出啟動工作的指令后，在距離“斯坦斯”1500萬千米處，探測器上的兩臺導(dǎo)航攝像機(jī)就發(fā)現(xiàn)了目標(biāo)，并將其方位數(shù)據(jù)資料傳回了地面?？刂迫藛T據(jù)此計算出必要的軌道調(diào)整參數(shù)，控制“羅塞塔”以相距800千米的距離飛掠這顆小行星。

“魯特西亞”小行星

“羅塞塔”向“丘留莫夫-格拉西緬科”彗星施放“菲萊”號登陸艙

同年9月5日中歐時間20時38分，“羅塞塔”到達(dá)預(yù)定的距離“斯坦斯”星最近的位置。當(dāng)時它距離地球3.6億千米，并按事先計劃安排中斷了與地面測控中心的無線電聯(lián)系。歐空局負(fù)責(zé)“羅塞塔”飛行使命的格哈德·施維赫姆說：“我們和探測器失去聯(lián)系，是因為探測器在接近小行星的時候，為了取得最佳的觀測角度，它需加快自轉(zhuǎn)，但對地天線調(diào)不了那么快，因此我們暫時讓天線固定。因為探測器自轉(zhuǎn)時沒有受到調(diào)天線的干擾，所以我們也得到了很好的圖片。”這也就是說，此時的“羅塞塔”在自轉(zhuǎn)過程中，既要選擇觀測“斯坦斯”星的角度，又要對其進(jìn)行拍攝，停止對地天線工作，更能保證探測效果。

按預(yù)設(shè)程序進(jìn)行的該次探測活動非常成功。90分鐘以后，探測器上的拋物狀天線又重新對準(zhǔn)地面，恢復(fù)了與測控中心的無線電聯(lián)系。在隨后的幾個小時內(nèi)，“羅塞塔”陸續(xù)發(fā)回大量的圖片和數(shù)據(jù)。第二天中午，歐空局對外公布了其中最精彩的圖片，填補(bǔ)了歐洲航天史上的一個空白。從遠(yuǎn)處看，“斯坦斯”星的外形輪廓就像一顆新磨過的鉆石一樣光滑。只有當(dāng)光線斜視時，才顯出它的表面實際上坑坑洼洼，撞擊坑有大有小，最大的直徑竟達(dá)兩千米，有些還互相重疊，多處看上去好像還覆蓋著厚厚的塵埃。太空巖石撞擊的斑痕表明，“斯坦斯”星非常古老。它屬于稀有的E類即頑輝石類小行星，同類天體尺寸都很小，大部分位于小行星帶內(nèi)?？茖W(xué)家認(rèn)為，E類小行星是處于復(fù)雜地質(zhì)演變狀態(tài)且有覆蓋物與核心的較大型小行星破裂后產(chǎn)生的碎片。它們大概起源于早期太陽系中較大型小行星毀滅的覆蓋物，主要由幾乎不含鐵的硅酸鹽礦石組成。

“丘留莫夫-格拉西緬科”彗星

測試“菲萊”號登陸艙

成功探測“魯特西亞”星

2009年11月“羅塞塔”第三次也是最后一次接近地球后，已完成了旅途中的4次借力飛行。隨后它即沿著預(yù)定軌道飛向目標(biāo)彗星，并按原定計劃，于2010年7月10日以同樣的近距離飛越方式，對“魯特西亞”小行星進(jìn)行了探測。直徑134千米的“魯特西亞”星，要比“斯坦斯”星大得多，也位于小行星帶內(nèi)。外形呈土豆?fàn)畹摹棒斕匚鱽啞毙?，成為第二個被“羅塞塔”成功探測的小行星。

當(dāng)時“羅塞塔”以每小時47800千米的速度穿越小行星帶，并進(jìn)入了距離“魯特西亞”星3200千米的范圍。在兩者長達(dá)兩小時的交會期間，“羅塞塔”用其所攜帶的科學(xué)儀器拍攝了“魯特西亞”星的圖像，探測了其形狀等數(shù)據(jù)。歐空局發(fā)表聲明稱：“‘羅塞塔’號此次飛掠小行星相當(dāng)成功。”德國馬克思·普朗克研究所負(fù)責(zé)“羅塞塔”的光學(xué)、分光鏡及紅外遙測成像系統(tǒng)攝影儀的霍爾格·西爾克斯表示，400多幅“夢幻般的圖像”顯示出許多環(huán)形山和細(xì)節(jié)，可供科學(xué)家們研究好多年。

此次飛掠探測的目的是測量“魯特西亞”星的質(zhì)量、形狀等數(shù)據(jù)，并以此計算出其密度。歐空局的科學(xué)家認(rèn)為，這些數(shù)據(jù)將來有一天可能成為人類搖籃的救命稻草。施維赫姆稱，如果一個危險小行星進(jìn)入與地球發(fā)生碰撞的軌道，那么掌握其密度數(shù)據(jù)就能夠幫助科學(xué)家確定是應(yīng)該采取措施偏轉(zhuǎn)其運行軌道還是將其爆炸摧毀。從人類已掌握的航天技術(shù)來講，無論采用那種辦法，均可保證地球無虞。

多數(shù)測量結(jié)果表明，“魯特西亞”是一顆C類小行星，這意味著它含有原始的碳化合物。但有些測量顯示，它可能是一顆含有很多金屬的M類小行星。如果“羅塞塔”提供的數(shù)據(jù)資料證明它是M類小行星，這將改寫小行星分類的理論。傳統(tǒng)分類方法認(rèn)為，金屬類小行星遠(yuǎn)小于“魯特西亞”，它們被認(rèn)為是大得多的巖石在小行星帶中被撞擊時脫落的碎片。“魯特西亞”的屬性究竟如何，只有等待科學(xué)家們分析新獲得的數(shù)據(jù)資料后方能給出結(jié)論。隨著航天技術(shù)的發(fā)展，將來科學(xué)家們將設(shè)法把金屬類小行星運回地球，供人類使用?！傲_塞塔”探測小行星的成果，將幫助科學(xué)家更好地了解太陽系天體的起源與演變。

性能良好的“羅塞塔”探測器，預(yù)計將于2014年1月到達(dá)距離太陽6.75億千米的位置，與“丘留莫夫-格拉西緬科”彗星交會，開始它的主要探測活動。

“羅塞塔”及其“菲萊”號登陸艙對“丘留莫夫-格拉西緬科”彗星進(jìn)行探測