西媒:机器人着陆器“菲莱”是如何登陆彗星的

网易新闻 2014-11-18

飞船彗星机器人

3980 字丨阅读本文需 8 分钟

  外媒称,在8月份进入“67P/丘留莫夫-格拉西缅科”(以下简称丘留)彗星轨道的欧洲彗星探测器“罗塞塔”飞船上搭载的重约100公斤的着陆器“菲莱”12日成功登陆目标彗星表面,即使其用来固定在彗星表面的锚定系统出了点问题。

  据西班牙《世界报》11月16日报道,“67P/丘留莫夫-格拉西缅科”是太阳系众多彗星中的一颗。它的个头很小,表面只有4×3公里,围绕太阳旋转的周期为6.4年,样子奇怪,好像大多数飞行昆虫或者蚂蚁的胸腹部。

  丘留彗星将在明年8月抵达离太阳最近点,“罗塞塔”飞船是在2004年发射的,目的是为在彗星处于木星和火星之间轨道时追上彗星。“罗塞塔”飞船依靠火箭助推器离开地球,一旦以正确的速度和方向离开地球引力场进入太空,就没有任何东西消耗火箭的能源,虽然当它经过其他天体例如离它很近的彗星时,这些天体有可能让它改变方向。事实上火箭正是依靠这些天体的重力来实现必要加速以进入彗星轨道的。

  因此要靠近彗星,只需精确计算出飞船与彗星的轨道交汇或者平行时间点就可以了。在平面上,利用直尺、三角板和圆规就可以解决这个问题。但在太空中,这个复杂的计算则需要依靠装有行星轨道数字方程的数据计算机才能完成。

  和其他太空飞船一样,“罗塞塔”装有的压缩天然气和燃料储备可以轻松改变它的前进方向,改变速度则稍有困难,同时还需注意当飞船靠近彗星时,轨道修正指令从地球传达到飞船需要大约20分钟。

  不过这些操作都成功进行了。如果飞船以33.34公里每秒、与彗星同样的飞行速度靠近彗星,两者之间就不存在相对速度了。如前所述,“罗塞塔”飞船依靠反复落入太阳系行星尤其是火星和地球引力场来获得必要速度。

  丘留彗星的重力只有地球重力的10万分之一,从飞船上落在彗星表面的着陆器落下时比羽毛飘落地面还要慢。除了锚定“鱼叉”没有打开,着陆过程几乎一切顺利,这可能是因为锚定系统用油在经过10年的太空遨游后变质了。着陆地点也不是十分理想,因为地处阴面,太阳能电池板无法充电。

  “罗塞塔”飞船任务是人类技术的奇迹。人类在操纵机器方面达到了登峰造极的地步,制造出准确无误、永远不会抗议的机器。但是自然是不可预测的,技术也无法解决人类的社会问题。不知道“菲莱”能否顺利工作,如果不能,所有的技术成功不外乎是三维轨道的正确计算,15亿欧元的计算成本就打了水漂,就像进入错误轨道的欧洲GPS卫星一样。技术不能完全解决人类问题,但对于增进我们的知识、扩大人类视野具有良好的激励作用。

  从中可以看到左侧有一团黑色的阴影,这是“菲莱”降落时掀起的尘土,也是它最初的登陆地点。右侧的亮点就是“菲莱”现在的位置,而下方的小黑点是它的阴影。

  据外媒报道,欧洲航天局15日清晨证实,由于电量不足,彗星着陆器“菲莱”已进入休眠。欧航局表示,除非“菲莱”的太阳能电池板获取足够光照并转化成足够电力使“菲莱”苏醒,否则地面控制人员不可能再与“菲莱”建立联系。而在16日,“罗塞塔”号飞船在对彗星表面进行扫描后,终于找到了“菲莱”的下落,并拍下了图片传回了地球。

  报道称,尽管从图片上很难看清楚“菲莱”,但还是可以看到一个微弱的光点和它的阴影。这张图片显示了“菲莱”降落彗星表面,“弹跳”后所处的位置。从图片中可以看到左侧有一团黑色的阴影,这是“菲莱”降落时掀起的尘土,也是它最初的登陆地点。右侧的亮点就是“菲莱”现在的位置,而下方的小黑点是它的阴影。

  在“菲莱”降落后,欧航局科学家都试图找到足够证据,以证明“菲莱”已成功登陆。而此次“罗塞塔”号传回的图片,在经过欧航局飞行动力学专家迈克尔加纳尼亚的独立分析后,被证实确实是目前“菲莱”所处的位置图。

  据悉,由于“菲莱”自身携带的电量只能消耗一至两天,在耗尽电量之后,“菲莱”的太阳能光板会自动打开,以获取能量。但其在着陆过程中发生了反弹,导致最终着陆地点位于背光处,光照不足,导致其电量耗尽。

  目前,“菲莱”已进入休眠,但在休眠前,它与地面控制人员进行了近两个小时通信,其间,它把登陆彗星后开展的所有实验数据传回了地球。

  欧航局说,“菲莱”在“清醒”的最后两个小时里接受了地面控制人员指令,将机身旋转了35度,以将身上较大的太阳能电池板朝向阳光。

  “菲莱”此前传回的全景照片显示,它落在了一处峭壁的阴影中。科学家解释,这意味着“菲莱”在主电池电量耗尽后,无法从备用的太阳能电池获取足够能量。

  欧航局证实,“菲莱”登陆彗星后启动了其携带的所有科学设备,包括一个钻探设备,从彗星表面以下25厘米处取样。科学家们将研究“菲莱”传回的数据,以确认所有实验是否都已完成。

  “菲莱”11月12日登陆距地球5亿公里的“丘留莫夫-格拉西缅科”彗星,完成人造探测器的首次彗星登陆。科学家希望借助探测诞生于太阳系形成初期的彗星,进一步揭开太阳系形成乃至人类起源的奥秘。

  欧洲航天局过去几天经历了大起大落:10年追星的“罗塞塔”探测器终于飞抵彗星“丘留莫夫-格拉西缅科”,并成功释放着陆器“菲莱”登陆彗星表面。但仅仅过了约60个小时,“菲莱”就因为电力问题遗憾地进入了休眠状态。

  欧洲航天局15日清晨证实,“菲莱”由于电力不足已经休眠,与地球失去联系。“我有点累了,你们收到我的所有数据了吗?我得打个盹……”在推特上发布这条消息后不久,“菲莱”便不再“说话”了。

  所幸,“菲莱”着陆以后获取的实验数据都已传回地球。14日深夜至15日凌晨,“菲莱”与地面控制人员最后一次通信,持续大约两小时。在此期间,它接受指令,旋转35度,将身上较大的太阳能电池板朝向阳光,并抓紧最后时间,把所有的实验数据传回地球。

  “菲莱”就这样沉睡不醒了吗?欧航局说,除非太阳能电池板获取足够光照并转化成足够电力使“菲莱”苏醒,否则地面控制人员无法与“菲莱”建立联系。

  从与母船分离,奔向彗星,到电力耗尽,进入梦乡,“菲莱”亮相数十个小时,创造了历史,牵动了人心。

  “菲莱”与母船“罗塞塔”分离后,奔向目标彗星“丘留莫夫-格拉西缅科”。此时,距离“菲莱”与“罗塞塔”升空,开始追星之旅已过了10年多,目标彗星距离地球5亿多公里。

  离开母船后,“菲莱”从22.5公里外飞向彗星表面。由于“丘留莫夫-格拉西缅科”引力只有地球的十万分之一,“菲莱”花了约7个小时才成功着陆。它由此完成人造探测器的首次彗星登陆。

  与其他彗星不同,“丘留莫夫-格拉西缅科”的外形并不像土豆,而是“连体儿”,形似一只橡皮鸭。按计划,“菲莱”要落在“橡皮鸭”头部的一处平坦区域。为了防止它弹走,科学家们为它设计了冰螺栓、“鱼叉”等锚定装置,还在其顶部安装了一个推进器,以确保它在降落时固定在彗星表面。

  然而,10年前的设想并没有完全实现:推进器失灵,“鱼叉”在着陆后也没有按计划射出。“菲莱”在“橡皮鸭”脑袋上弹跳两次,最终落在彗星上一处峭壁的阴影之中。

  按照设计,“菲莱”的主电池只能维持大约60个小时。在那之后,“菲莱”必须依靠太阳能电池才能继续工作。而在目前所处位置,“菲莱”不能完全晒着太阳,只能看着电力一点点耗尽。

  欧航局说,尽管“菲莱”处在艰难的环境下,但它仍然完成了预定任务,登陆彗星后启动了携带的所有实验设备,包括启动一个钻探设备,从距离彗星表面25厘米深处提取样本。科学家们正在分析“菲莱”传回的数据,以确认所有实验是否已完成。

  尽管没能在理想的地点登陆并开展更深入的取样分析,“菲莱”仍然创造了历史。科学家们认为,彗星保存了太阳系形成初期的很多信息,有可能是地球上水和生命的来源,研究彗星有助揭开太阳系形成甚至地球生命起源的奥秘。

  欧航局局长让-雅克·多尔丹说,这是人类文明的一大步,“我们的任务已载入史册”。

  彗星着陆器“菲莱”14日完成了两个复杂动作:钻探坚硬的彗星表面并转身捕捉更多阳光。

  据美联社11月15日报道,进行这两个动作有相当大的风险,因为上述动作可能导致探测器发生侧翻或被推入太空。但如果不进行这两个动作,“菲莱”就可能与重要的科学实验失之交臂并耗尽电池。“菲莱”12日着陆彗星之举已开创历史先河。

  欧洲航天局的科学家表示,上述动作似已收到成效。

  “菲莱”在推特网站的官方账户发布一则消息说:“我已成功转身(35度)。从这个角度看彗星可是一幅全新景象呀。”

  此前科学家还在推特网站上发帖说:“首次彗星钻探作业已完成。”

  自从在距地球约5亿公里的“67P/丘留莫夫-格拉西缅科”彗星上着陆后,彗星着陆器“菲莱”进行了一系列试验并向地球传回照片等大量数据。

  但“菲莱”的原电池组只剩下两三天的电量,此后须靠太阳能电池板发电。该行动负责人斯特凡·乌拉梅茨说:“在我们再次取得联系前,原电池组的电量可能会被耗尽。”

  过去45亿年,该彗星地表以下的物质几乎没有变化,开采出的样本也就成了科学家渴望研究的宇宙时代文物秘藏器。

  此次航天任务的操控人员说,“菲莱”可对该彗星实施深度为25厘米的钻探作业,然后开始采集样本。

  据法新社巴黎11月15日报道,彗星探测器“菲莱”14日从一颗深空彗星上向地球传送了一系列数据,并在彗星上进行了钻探作业。人们此前很长一段时间都在担心,该探测器所携带的电池组已停止供电。

  “菲莱”与其母船“罗塞塔”刚一重新取得联系,数据随即开始传回。

  “菲莱”从彗星上搜集数据标志着,这项为期10年的航天任务圆满结束,该任务旨在研究太阳系起源以及地球生命起源问题。

  欧洲航天局在推特网站的官方账户在格林尼治标准时间大约23点发帖说:“来自外星世界的科学研究。@Philae2014正在传回信息。”

  “菲莱”实现了一系列令人瞠目结舌的成就。其中一项最新成就是,“菲莱”成功升高4厘米并转动太阳能电池板以尽量吸收光能,为以后可能完成苏醒储备能量。预计该着陆器很快将进入休眠状态。

  工程师们希望能在未来几个月里让“菲莱”苏醒过来并重新与之取得联系,因为“菲莱”着陆的彗星正在逐渐靠近太阳。

  科学家最期盼“菲莱”传回的数据包括地表下钻探作业样本的化学分析结果。他们希望分析结果将揭示46亿年前的太阳系起源甚至地球的生命起源。

  欧洲航天局证实,“菲莱”14日对彗星实施了钻探作业,但并未明确表示是否采集到样本。名为“菲莱”的推特网账户发帖说:“我可以证实,我钻了下去,然后又上来啦!首次实现对彗星钻探作业啦!”

  另据法新社援引地面控制人员的话说,机器人探测器“菲莱”14日在一颗深空彗星上向地球传回了一系列最新数据,然后进入了休眠状态,此次具有历史意义的探索任务已完成。

  推特网站上名为“菲莱”的官方账户发帖说,“我在彗星上的生活刚刚开始嘛”,帖子最后发出表示休息的符号“zzzzz”。

  以“罗塞塔”的名义发出的回帖说:“好的,‘菲莱’,我收到了。好好休息吧……”

  欧洲航天局说,“菲莱”已进入“停工模式”,所有设备和大多数系统都已关闭。过去三天,“菲莱”在马不停蹄地工作:拍摄照片并探测彗星的密度、温度、化学构成和大气环境。

  一份声明说:“在进入休眠状态前,着陆器‘菲莱’已传回其搜集到的所有科学数据。”

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