這些天，國家天文臺研究員李競成了大忙人。這位77歲的老先生，每天都要收集有關(guān)“深度撞擊”號的中英文資料，和許多天文愛好者交流。對于媒體采訪，他更是非常熱心，理由很簡單：“這是一次絕好的科普機會�！�
彗星上冰凍著太陽系的童年
“要問為什么要用探測器去撞彗星，首先得說說彗星是怎么回事�！崩罡偟脑掝}由此展開。
“人們很早就對這種帶著大尾巴的星體產(chǎn)生了興趣。由于認(rèn)識水平有限，古人把彗星當(dāng)作災(zāi)星，說它不是祥瑞之兆。中國過去一有彗星出現(xiàn)，皇帝就要下罪己詔。直到現(xiàn)在，還有人用‘掃帚星’來詛咒別人。”
“在人類真正了解彗星的過程中，起重大作用的是英國天文學(xué)家哈雷。他根據(jù)古人的觀測資料，發(fā)現(xiàn)有顆彗星大約76年出現(xiàn)一次，這就是著名的哈雷彗星。對彗星的研究，促進(jìn)了天體力學(xué)的發(fā)展，使人類幾百年來積累的科學(xué)成果成為一門學(xué)科。天體力學(xué)在航天事業(yè)中發(fā)揮著非常重要的作用，我們的‘神舟’飛船上天，將來實施‘嫦娥奔月’計劃，軌道設(shè)計都要用到天體力學(xué)。”
“但是，彗星本身是由什么物質(zhì)組成，為什么接近太陽時會出現(xiàn)一個大尾巴？這些都是近百年來天文學(xué)家研究的問題�！崩罡偨榻B，上世紀(jì)50年代初，美國天文學(xué)家惠普(去年去世)提出著名的“臟雪球”模型，認(rèn)為彗星起源于太陽系形成之初剩下的那些殘片，這些殘片保留了太陽系形成之初的物質(zhì)狀態(tài)，它們沒有構(gòu)成一個大天體。彗星在太陽系外圍受某種擾動跑進(jìn)太陽系，在離太陽近的時候，受太陽風(fēng)和太陽輻射的影響，它的一些組成物質(zhì)就揮發(fā)出來，并且反射太陽光，這就是我們看到的彗尾。
“我們要追溯太陽系的早期歷史，就得研究那些早期的物質(zhì)，彗星恰恰是保留早期物質(zhì)的最佳天體。”李競說，“很多科學(xué)家還認(rèn)為，地球早期生命起源于太空，很可能是彗星撞擊地球時把一些形成地球生命的原始物質(zhì)帶到了地球上。所以，研究彗星也能夠為地球生命起源這樣一個重大課題提供重要線索。”
20年內(nèi)5次親密接觸彗星
“后來，‘臟雪球’模型被越來越多近距離觀測的光譜分析結(jié)果所證實�，F(xiàn)在已經(jīng)搞清楚了，彗星是由冰和少量巖石組成的小天體，從內(nèi)到外分別為彗核、彗發(fā)和彗尾，迄今已記錄近2000顆�！闭f到這里，李競歷數(shù)近年來人類對彗星的幾次近距離觀測———
第一次利用空間技術(shù)對彗星近距離觀測，是1986年。那一年哈雷彗星回歸，走到了地球附近，全球有好幾個探測器升空，有些已經(jīng)升空的則叫它改變軌道去觀測。這些探測器中，觀測最成功的是歐洲和美國合作的“喬托”(以意大利天文學(xué)家命名)號探測器，它量出哈雷彗星彗核的長徑是16公里，短徑是8公里，像個大土豆，它第一次給哈雷彗星做了三維圖像�！斑@時候，人類才知道這么有名的哈雷彗星，對于天體來說，只是一個小東西�！�
1998年，美國發(fā)射“深空一號”探測器，它在2001年飛近“波瑞利”彗星，量出它的長徑是8公里。這是第二次。
第三次，是1999年上天的“星塵”號探測器，在2004年飛近“懷爾德二號”彗星，在它的尾巴那兒成功取樣，這是一顆近似圓球的彗星，直徑為5公里�！靶菈m”號是歐洲和美國合作研發(fā)的，將于2006年返回地球。
去年，歐洲發(fā)射了“羅塞塔”探測器，目前正在奔向“丘魯莫夫—捷拉西門科”彗星，將于2014年在它上面著陸。這個彗星離地球非常遠(yuǎn)，探測器著陸以后，把結(jié)果傳回來，自己就不再返回了。這算是第四次近距離觀測。
第五次，就是這次撞擊彗星。今年1月12日升空的“深度撞擊”號探測器，將于7月4日與“坦普爾一號”彗星相遇，并發(fā)射一個銅合金錐體去撞擊彗星。這是美國獨自搞的科學(xué)實驗，可謂前所未有。
掄起1.3億公里外的“銅錘”
談及“深度撞擊”，研讀過大量資料的李競說：“這次撞擊無疑是一次引人入勝的科學(xué)探索，科學(xué)家關(guān)心它，普通公眾同樣感興趣。”
“深度撞擊”號探測器的總重量為372公斤，分為飛越艙和撞擊艙(見圖三)兩部分，撞擊艙重113公斤，主要是一塊銅合金錐體。探測器以每秒10.2公里(將近每小時3.7萬公里)的速度與“坦普爾一號”相遇之時，它就把撞擊艙發(fā)射出去。由于彗星也在運動，它們的相對運動速度會更大。這時候，撞擊艙自帶的攝像機開始拍攝，已經(jīng)減速的探測器也用自帶的攝像機跟蹤拍攝撞擊過程。等到錐體撞上去了，它的攝像機停止工作，探測器的攝像機繼續(xù)工作，記錄的所有信息都會傳回地球。
用來撞擊的錐體為什么是銅合金的呢？李競說，它顯然是一種特殊材料，其配方一直保密。按照常識，用銅這種惰性金屬與其他材料制成合金，不會被高速運動和撞擊產(chǎn)生的高溫熔化，也避免在撞擊之后與彗星物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。如果發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，就弄不清楚撞擊之后產(chǎn)生的物質(zhì)到底是彗星本身的物質(zhì)，還是化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物。所以，用銅合金做的這個錐體，就是讓它起一個牢固結(jié)實的錘子的作用。
“要想撞擊成功，必須有絕對的技術(shù)保證�！崩罡傉f，去年，“惠更斯”號降落土衛(wèi)六，“機遇”號、“勇氣”號降落火星，都是和飛機降落類似，速度越來越慢，最后打開降落傘。這種情況下，有時間修正指令，保證降落成功。而這次撞擊，是速度越來越快的猛烈沖撞，指令一旦發(fā)出，容不得修正。
“同時，探測器與地球之間的遙遠(yuǎn)距離，也要求地面發(fā)出的指令必須絕對精確，不能有一丁點兒誤差。”李競說，據(jù)科學(xué)家們計算，撞擊的時候，探測器離地球的距離是日地平均距離的85%。日地平均距離，就是光線在8分19秒之內(nèi)走過的距離。也就是說，探測器和地球的這段距離，光線要走7分多鐘，將近1.3億公里。探測器離地球這么遠(yuǎn)，并且處于運動之中，地面發(fā)給它的撞擊指令，就得打一個提前量，保證信號到的時候，探測器也正好到了預(yù)定位置，從而接收指令，啟動程序。
反過來說，因為探測器和彗星都在運動，如果計算不準(zhǔn)確或出現(xiàn)其他失誤，撞擊艙就有可能撞不上彗星。所以，能不能一下子撞上去，也是一個懸念。
總而言之，“深度撞擊”此行，是對空間探測高新技術(shù)的一次嚴(yán)格檢驗。
就像蚊子沖進(jìn)波音767
有報道說，這一撞擊相當(dāng)于4.5噸TNT烈性炸藥的爆炸威力，將在彗核表面撞出一個數(shù)十米深、足球場那么大的環(huán)形坑。這次碰撞將導(dǎo)致大量彗核物質(zhì)向宇宙空間噴射而出，從而使彗星亮度明顯增加。
對此，李競認(rèn)為：“撞擊之后，肯定是煙塵彌漫，火光沖天，等到一切消散后，將會出現(xiàn)什么情況呢？是撞出1個足球場那么大的深坑，還是4個足球場那么大的坑，或是其他結(jié)果？現(xiàn)在誰也說不清楚�！�
“為什么說不清楚呢？就是因為人類對彗星本身的情況還不了解。”李競說，“當(dāng)然，科學(xué)家們希望撞得越深越好，以便更多地探測彗星內(nèi)部，所以叫深度撞擊�！�
那么，這一撞擊會不會把“坦普爾一號”彗星給撞碎？李競回答：“決不會撞碎�！彼f，相對于長徑14公里、短徑4.8公里的“坦普爾一號”來說，撞擊產(chǎn)生的坑，即使有足球場那么大，也不算什么。美國國家宇航局的科學(xué)家也說，他們并不確知撞擊會產(chǎn)生什么樣的后果，但他們指出，這一撞擊摧毀彗星的可能性極小。
這一撞擊會不會改變彗星的運動狀態(tài)和運動參數(shù)？李競回答：“會！但是可以忽略不計�！备鶕�(jù)公布的數(shù)字，經(jīng)過撞擊，“坦普爾一號”彗星的速度每秒鐘要增加萬分之一毫米，只不過使它原來5.5年的軌道運行周期減少1秒，這一結(jié)果根本觀測不出來。
正如美國國家宇航局噴氣推進(jìn)實驗室“深度撞擊”探測計劃科學(xué)家唐·約曼斯所說：“從科學(xué)角度來看，這一撞擊就好比讓一只蚊子沖進(jìn)一架波音767客機，完全不會影響到彗星本身的運行軌道�！�(來源：人民日報；作者：武衛(wèi)政）
