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(ài)好者交流。對于媒體采訪(fǎng)，他更是非常熱心，理由很簡(jiǎn)單：“這是一次絕好的科普機會(huì )�！�
彗星上冰凍著(zhù)太陽(yáng)系的童年
“要問(wèn)為什么要用探測器去撞彗星，首先得說(shuō)說(shuō)彗星是怎么回事�！崩罡偟脑�(huà)題由此展開(kāi)。
“人們很早就對這種帶著(zhù)大尾巴的星體產(chǎn)生了興趣。由于認識水平有限，古人把彗星當作災星，說(shuō)它不是祥瑞之兆。中國過(guò)去一有彗星出現，皇帝就要下罪己詔。直到現在，還有人用‘掃帚星’來(lái)詛咒別人�！�
“在人類(lèi)真正了解彗星的過(guò)程中，起重大作用的是英國天文學(xué)家哈雷。他根據古人的觀(guān)測資料，發(fā)現有顆彗星大約76年出現一次，這就是著(zhù)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(lèi)幾百年來(lái)積累的科學(xué)成果成為一門(mén)學(xué)科。天體力學(xué)在航天事業(yè)中發(fā)揮著(zhù)非常重要的作用，我們的‘神舟’飛船上天，將來(lái)實(shí)施‘嫦娥奔月’計劃，軌道設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(yáng)時(shí)會(huì )出現一個(gè)大尾巴？這些都是近百年來(lái)天文學(xué)家研究的問(wèn)題�！崩罡偨榻B，上世紀50年代初，美國天文學(xué)家惠普(去年去世)提出著(zhù)名的“臟雪球”模型，認為彗星起源于太陽(yáng)系形成之初剩下的那些殘片，這些殘片保留了太陽(yáng)系形成之初的物質(zhì)狀態(tài)，它們沒(méi)有構成一個(gè)大天體。彗星在太陽(yáng)系外圍受某種擾動(dòng)跑進(jìn)太陽(yáng)系，在離太陽(yáng)近的時(shí)候，受太陽(yáng)風(fēng)和太陽(yáng)輻射的影響，它的一些組成物質(zhì)就揮發(fā)出來(lái)，并且反射太陽(yáng)光，這就是我們看到的彗尾。
“我們要追溯太陽(yáng)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�！崩罡傉f(shuō)，“很多科學(xué)家還認為，地球早期生命起源于太空，很可能是彗星撞擊地球時(shí)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(gè)重大課題提供重要線(xiàn)索�！�
20年內5次親密接觸彗星
“后來(lái)，‘臟雪球’模型被越來(lái)越多近距離觀(guān)測的光譜分析結果所證實(shí)�，F在已經(jīng)搞清楚了，彗星是由冰和少量巖石組成的小天體，從內到外分別為彗核、彗發(fā)和彗尾，迄今已記錄近2000顆�！闭f(shuō)到這里，李競歷數近年來(lái)人類(lèi)對彗星的幾次近距離觀(guān)測———
第一次利用空間技術(shù)對彗星近距離觀(guān)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(gè)探測器升空，有些已經(jīng)升空的則叫它改變軌道去觀(guān)測。這些探測器中，觀(guān)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(cháng)徑是16公里，短徑是8公里，像個(gè)大土豆，它第一次給哈雷彗星做了三維圖像�！斑@時(shí)候，人類(lèi)才知道這么有名的哈雷彗星，對于天體來(lái)說(shuō)，只是一個(gè)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(cháng)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(mén)科”彗星，將于2014年在它上面著(zhù)陸。這個(gè)彗星離地球非常遠，探測器著(zhù)陸以后，把結果傳回來(lái)，自己就不再返回了。這算是第四次近距離觀(guān)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(gè)銅合金錐體去撞擊彗星。這是美國獨自搞的科學(xué)實(shí)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(guò)大量資料的李競說(shuō)：“這次撞擊無(wú)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(jiàn)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(shí)3.7萬(wàn)公里)的速度與“坦普爾一號”相遇之時(shí)，它就把撞擊艙發(fā)射出去。由于彗星也在運動(dòng)，它們的相對運動(dòng)速度會(huì )更大。這時(shí)候，撞擊艙自帶的攝像機開(kāi)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(guò)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工作，記錄的所有信息都會(huì )傳回地球。
用來(lái)撞擊的錐體為什么是銅合金的呢？李競說(shuō)，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(huì )被高速運動(dòng)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。如果發(fā)生化學(xué)反應，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)反應的產(chǎn)物。所以，用銅合金做的這個(gè)錐體，就是讓它起一個(gè)牢固結實(shí)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(shuō)，去年，“惠更斯”號降落土衛六，“機遇”號、“勇氣”號降落火星，都是和飛機降落類(lèi)似，速度越來(lái)越慢，最后打開(kāi)降落傘。這種情況下，有時(shí)間修正指令，保證降落成功。而這次撞擊，是速度越來(lái)越快的猛烈沖撞，指令一旦發(fā)出，容不得修正。
“同時(shí)，探測器與地球之間的遙遠距離，也要求地面發(fā)出的指令必須絕對精確，不能有一丁點(diǎn)兒誤差�！崩罡傉f(shuō)，據科學(xué)家們計算，撞擊的時(shí)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(xiàn)在8分19秒之內走過(guò)的距離。也就是說(shuō)，探測器和地球的這段距離，光線(xiàn)要走7分多鐘，將近1.3億公里。探測器離地球這么遠，并且處于運動(dòng)之中，地面發(fā)給它的撞擊指令，就得打一個(gè)提前量，保證信號到的時(shí)候，探測器也正好到了預定位置，從而接收指令，啟動(dòng)程序。
反過(guò)來(lái)說(shuō)，因為探測器和彗星都在運動(dòng)，如果計算不準確或出現其他失誤，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(gè)懸念。
總而言之，“深度撞擊”此行，是對空間探測高新技術(shù)的一次嚴格檢驗。
就像蚊子沖進(jìn)波音767
有報道說(shuō)，這一撞擊相當于4.5噸TNT烈性炸藥的爆炸威力，將在彗核表面撞出一個(gè)數十米深、足球場(chǎng)那么大的環(huán)形坑。這次碰撞將導致大量彗核物質(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(huì )出現什么情況呢？是撞出1個(gè)足球場(chǎng)那么大的深坑，還是4個(gè)足球場(chǎng)那么大的坑，或是其他結果？現在誰(shuí)也說(shuō)不清楚�！�
“為什么說(shuō)不清楚呢？就是因為人類(lèi)對彗星本身的情況還不了解�！崩罡傉f(shuō)，“當然，科學(xué)家們希望撞得越深越好，以便更多地探測彗星內部，所以叫深度撞擊�！�
那么，這一撞擊會(huì )不會(huì )把“坦普爾一號”彗星給撞碎？李競回答：“決不會(huì )撞碎�！彼f(shuō)，相對于長(cháng)徑14公里、短徑4.8公里的“坦普爾一號”來(lái)說(shuō)，撞擊產(chǎn)生的坑，即使有足球場(chǎng)那么大，也不算什么。美國國家宇航局的科學(xué)家也說(shuō)，他們并不確知撞擊會(huì )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(huì )不會(huì )改變彗星的運動(dòng)狀態(tài)和運動(dòng)參數？李競回答：“會(huì )！但是可以忽略不計�！备鶕嫉臄底�，經(jīng)過(guò)撞擊，“坦普爾一號”彗星的速度每秒鐘要增加萬(wàn)分之一毫米，只不過(guò)使它原來(lái)5.5年的軌道運行周期減少1秒，這一結果根本觀(guān)測不出來(lái)。
正如美國國家宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗室“深度撞擊”探測計劃科學(xué)家唐·約曼斯所說(shuō)：“從科學(xué)角度來(lái)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(huì )影響到彗星本身的運行軌道�！�(來(lái)源：人民日報；作者：武衛政）
