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抓住彗星的尾巴

美国宇航局的“星尘号”航天器捕获了彗星Wild 2的尘埃颗粒,揭示了我们数十亿年前早期太阳系的秘密。

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由JPL/NASA/星尘团队提供

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新年刚过两周,美国宇航局就取得了两次重大的胜利——这与灾难性的2003年相比,是一个受欢迎的转变。1月3日,探测车“勇气号”安全着陆火星表面。就在一天前,于1999年2月发射的“星尘号”航天器成功穿越了彗星Wild 2(按德语发音为“vilt”)充满尘埃和气体的头部,并收集了彗星尘埃颗粒,这些颗粒可能有助于揭示我们太阳系神秘的早期历史。“这些样本包含了构成我们太阳系、构成太阳以及支持地球生命的水和化学基石,”管理该航天器的喷气推进实验室(位于帕萨迪纳,为NASA管理该飞行器)的“星尘号”项目经理Thomas Duxbury说。“彗星一直停留在我们太阳系的边缘,45亿年来一直未曾改变。当我们捕获这些尘埃颗粒时,我们实际上是回到了太阳系诞生之初。”

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除了收集Wild 2的碎片外,“星尘号”还获得了72张令人惊叹的高分辨率图像,其中包括有史以来最详细的彗星核图像——彗星庞大的气体和松散尘埃头部和尾部的中心,由冰和岩石构成的天体。一张关于这个3.1英里宽的彗星核的惊人图像,是在航天器距离它仅311英里时拍摄的,显示出一种奇怪的布满弹坑、凹凸不平的地貌。“Wild 2看起来与我们见过的所有其他行星体都不同,”Duxbury说。那些看起来像典型撞击坑的圆形凹陷实际上是喷口,当彗星被太阳加热和汽化时,物质会从这些喷口喷射出来。Duxbury和他的团队预料到了这样的特征,他说,“但喷口数量比我们预测的要多得多。”

彗星的喷口行为也出乎意料。任务规划人员认为,“星尘号”会遇到一股稳定增长的粒子流,随着探测器靠近彗星核心,粒子的强度会增加。然而,喷口却释放出成群的粒子,以危险的波浪形式猛烈撞击航天器,考验着航天器的防御屏蔽。机载计算机表明,粒子冲击至少有10次穿透了“星尘号”的外层屏蔽,尽管探测器的其他屏蔽仍然完好无损。与此同时,一个网球拍形状的收集器,装满了密度极低的玻璃泡沫(称为气凝胶),从航天器上弹出,捕获了约一盎司的快速移动的尘埃,然后被储存在返回舱中。

现在是痛苦的等待阶段:Duxbury和他的同事们必须等到2006年1月15日才能拿到一块Wild 2彗星的样本。届时,“星尘号”将飞掠地球,抛下其有效载荷,然后将通过降落伞降落在犹他州沙漠。这包裹的彗星物质,是第一次从深空带回的样本,将使我们能够近距离观察早期太阳系的化学组成。Duxbury打赌,这一切等待都是值得的。

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