下载打印版本深度撞击号

深度撞击号美国国家航空航天局的彗星探测器01科学目标探测器设计撞击结果任务简介任务历程公众关注点目录030502040607扩展任务撞击过程其他信息撞击信息重大意义失去联络目录0901108010012基本信息深度撞击号（英语：DeepImpact）是美国国家航空航天局的彗星探测器，设计用于研究坦普尔1号彗星核心的成分。探测器于2005年1月12日成功发射，同年7月3日释放撞击器，并于2005年7月4日05时44分（UTC时间）成功撞击坦普尔1号彗星的彗核，地球在8分钟后接收到撞击事件的发生。此前针对彗星的太空任务，如乔托号和星尘号都是飞掠任务，仅仅进行拍摄和远距离彗核探测。深度撞击号是第一个激起彗星表面的物质的探测任务。任务引发了公众媒体、科学家和业余天文爱好者的广泛关注。在主要探测任务结束后，深度撞击号被EPOXI任务用于研究地外行星和哈特雷2号彗星。美国国家航空航天局9月20日宣布深度撞击号因软件故障，未能控制太阳能板正对太阳，搭载的电池消耗殆尽，寒冷的气温破坏机载设备，基本上冻结它的电池和推进系统。在失去联络一个月后，美国国家航空航天局唯有将彗星研究任务结束。2005年1月13日，北京时间2时47分，美国成功发射彗星探测飞船，“深度撞击号”。2005年7月4日，释放出一颗372公斤级的铜弹，撞击“坦普尔1号”彗星的核，价值3.3亿美元。人类第一次与彗星亲密接触。科学目标科学目标深度撞击号任务旨在帮助解答关于彗星的基本问题，诸如彗核的成分、撞击造成的撞击坑深度、彗星的形成地点等。通过对撞击及其余波的观测，天文学家希望确定彗星内核与外层的差异，以探究彗星的形成过程。该任务由马里兰大学的天文学家麦克·阿赫恩主持。他领导的科研小组成员来自康奈尔大学、马里兰大学、亚利桑那大学、布朗大学、贝尔顿太空探测计划（BeltonSpaceExplorationInitiatives）、喷气推进实验室、夏威夷大学、科学应用国际公司、鲍尔航天公司以及马克斯·普朗克地外物理学研究所。任务简介任务简介图1深度撞击号(8张)深度撞击号准备搭载德尔塔II型火箭发射撞击器撞击13秒后拍摂到的彗核在2005年1月12日发射之后，深度撞击号经过174天长达4.29亿千米的飞行抵达坦普尔1号彗星，平均巡航速度为28.6千米/秒（10.3万千米/小时）。探测器在2005年7月3日抵达彗星附近时，自动分成撞击器和飞越探测器两部分。撞击器利用推进装置向彗星靠近，在24小时后以10.3千米/秒（3.7万千米/小时）的相对速度撞击彗星。撞击器为重370千克的铜质射弹，动能达1.96×10焦耳，相当于4.7吨TNT释放的能量。科学家相信高速撞击的能量足以凿出100米宽的坑。但撞击坑的真实大小在撞击后的一年内仍旧未知。撞击后十分钟，飞越探测器在距离彗核500千米的近距离飞掠并拍摄了弹坑位置、喷出物和彗核。整个撞击事件都被地基望远镜（位于夏威夷及美国本土西部的观测站）和轨道望远镜（包括哈勃太空望远镜、钱德拉X射线天文台、斯皮策空间望远镜、XMM-牛顿卫星、星系演化探测器、亚毫米波天文卫星）所记录；同时撞击事件也被撞击时距彗星8000万千米的欧洲罗塞塔太空探测器的相机和分光仪观测到，撞击激起的尘埃和气体的成分也得到测定。该任务与1998年一部描述彗星撞击地球的电影《天地大冲撞》同名，但这只是巧合。任务背后的科学家和电影的制作者几乎在同一时间独立地想出了这个名字。探测器设计探测器设计深度撞击号由两个主要部分组成：用于撞击彗星的铜核心“智能撞击器”和在安全距离外拍摄坦普尔一号彗星的飞越探测器。深度撞击号探测器结构飞越探测器图2飞越探测器鲍尔航天公司的工作人员正在对飞越探测器的仪器进行热真空测试。其中右边为高分辨率相机，左边为中分辨率相机飞越探测器长3.2米、宽1.7米、高2.3米，拥有两块太阳能电池板、一个碎片盾以及数个科学仪器。科学仪器分别用于成像、红外光谱探测和靠近彗星的光学导航。科学仪器的质量为90千克，相遇时消耗的功率达92瓦。为使飞越探测器保持三轴稳定，它还装备有一个联胺推进器，可以提供5000牛·秒的总冲量，燃料质量则占到了86千克。飞越探测器使用一个直径1米、工作在X波段的抛物线天线与地球联系。飞越探测器和撞击器之间则以S波段沟通，上行速度为125比特/秒，下行速度达175比特/秒。飞船获取的科学数据存储在两台互为备份的RAD750型电脑之中，这种电脑以IBM的PowerPC750为基础，各拥有309兆字节的空间，且经过防辐射处理以防御宇宙射线。探测器还携带了两个相机：高分辨率相机（HRI）和中分辨率相机（MRI）。高分辨率相机是由一个带有滤光轮的可见光波段相机以及一个称作“光谱成像模块（SIM）”的红外分光仪组成，其中红外分光仪工作在1.0......任务历程任务历程图4深度撞击号任务臂章深度撞击号任务臂章发射前使用天文软件Celestia模拟深度撞击号撞击器与坦普尔1号彗星相撞。太阳和地球在右侧。注意：深度撞击号面朝错误的方向。太阳能电池板应该面向太阳；高增益天线应该指向地球。彗星撞击任务由NASA在1996年首次提出，但那时NASA的工程师对于是否能撞击到目标尚持怀疑态度。1999年，原计划经过改进和技术升级后，以“深度撞击”的名称提出，并得到NASA的低成本探测器探索计划的认可和资金支持。探测器的两个组成部分（撞击器和飞越探测器）和三个主要仪器由美国科罗拉多州博尔德的鲍尔航天技术公司制造和集成。开发探测器所需的软件共用时18个月，应用程序代码由2万行和19个不同应用程序线程组成。航天器制造与任务执行总共花费3.3亿美元。发射和试运行阶段图5发射升空探测器原本计划在2004年12月30日发射，但是NASA官员为了有更多时间测试软件而推迟了这次发射。之后在2005年1月12日美国东部时间13:47（UTC时间18:47）在卡纳维拉尔角由德尔塔II号火箭发射成功。深度撞击号在发射后第一天的状态不稳定。在进入太阳轨道并展开太阳能电池板之后不久，探测......撞击结果撞击结果图7撞击瞬间撞击成功后，任务小组成员互相庆祝直到撞击后的5分钟，即美国东部时间01:57（06:57UTC），任务控制才宣告成功。得到成功撞击的消息后，任务控制小组的成员鼓掌并互相拥抱以庆祝这一喜讯。唐·约曼斯（DonYeomans）向媒体宣布结果时说，“我们撞上的位置正是我们想要的”；喷气推进实验室主任查尔斯·叶拉奇（CharlesElachi）宣布“成功超出我们的预期”。在UTC时间2005年7月4日08:00公布的撞击后简报中展示了第一张处理过的彗星撞击坑图像。NASA科学家声称他们看不到撞击后形成的撞击坑，但之后发现撞击坑直径100米，深30米。任务的合作研究者之一露茜·麦克法登（LucyMcFadden）说：“我们事先没有预料到任务成功的一部分（明亮的尘埃云）会影响另一部分（看见生成的撞击坑）。但遇到没有预见的事情，这就是科学之所以有趣原因之一”。雨燕卫星的数据分析显示彗星持续释放了13天的气态物质，在撞击后第5天达到巅峰。撞击使得彗星一共失去500万千克的水以及1000万到2500万千克的尘埃。初步的分析结果表明彗星含有比预期中更多的尘埃以及更少的冰，这让研究者感到惊讶。天文学家能够明确排除的彗星模型只有会使彗星变得松散的多孔模型。另外，构成彗星的材料颗粒更加细小，科学家们把这比作滑石粉而不是沙子。其他在撞击光谱中发现的成分有粘土、碳酸盐、钠以及硅酸盐结晶。粘土和碳酸盐需要液态水才能形成，而钠在太空中很罕见。同时观测显示彗星大约75%的体积都是空的，有天文学家把彗星的外表面的组成比作防雪堤。天文学家还表现出对不同彗星的兴趣，确定它们是否有类似的组成或在太阳系形成时期产生的存......公众关注点公众关注点媒体报道和反应撞击后不久的彗核。这次撞击成为网络、电视和书报杂志关注的焦点。对于撞击的结果，专家们持有迥异的态度。他们讨论着撞击器是会直接撞上彗星并从另一边穿出，还是产生撞击坑，还是在彗星内部打出一个洞或者其他可能。撞击前24小时，喷气推进实验室的飞行队私下里表示，如果不发生任何不可预见的技术故障，他们深信探测器能够拦截到坦普尔1号彗星。一名资深人员说“我们所有能做的只有坐下来等。所有从技术上保证撞击的事情我们都做了”。在撞击前的最后几分钟里，超过一万人在夏威夷威基基海滩的大屏幕观看这次撞击。专家用一小段话向公众简介了该任务。伦敦大学玛丽皇后学院的艾文·威廉姆斯（IwanWilliams）说“这就像蚊子撞上了波音747。我们发现那蚊子不只是在表面刮擦，实际上它已经穿透了挡风玻璃”。撞击发生一天后，俄罗斯占星家玛丽娜·贝（MarinaBay）要求NASA支付3亿美元，因为“破坏了宇宙的自然平衡力”。她的律师要求公众帮助谴责“撞击改变了彗星的磁性，这可能影响地球上的手机通话。如果你的电话今天上午宕机了，问问你自己这是为什么，然后联系我们”。2005年8月9日，莫斯科普列斯妮娅区法院驳回玛丽娜·贝的诉讼。一名俄罗斯物理学家说撞击对地球毫无影响，“彗星在撞击后的轨道变化只有10厘米”。中国的研究人员以“深度撞击”任务为例，强调美国科学的高效率，以赢得公众的支持，从而保......扩展任务扩展任务深度撞击任务在2005年完成坦普尔1号任务之后，被扩展为一个叫做EPOXI（ExtrasolarPlanetObservationandDeepImpactExtendedInvestigation，太阳系外行星观测和深度撞击扩展研究）的彗星探索任务。飞越Boethin彗星它的第一个扩展任务是飞越Boethin彗星，但是出了一些问题。2005年7月21日，深度撞击号进行了一次轨道修正，使得探测器利用地球的引力向另外一颗彗星进发。原计划定于在2008年12月5日在700千米处飞越Boethin彗星。深度撞击项目组的组长迈克尔·阿赫恩（MichaelA'Hearn）解释说“我们建议，不管在坦普尔1号彗星的结论是特有的还是类似于其他彗星，探测器都直接飞越Boethin彗星进行探测”。这项价值达4千万美元的任务能够得到与坦普尔1号彗星撞击约一般的信息量，但是成本却只是其零头。深度撞击号将使用其分光仪研究彗星表面的组成，并用望远镜观测彗星的表面地貌。然而当地球的重力助推效应到来时，天文学家却无法定位Boethin彗星。彗星可能碎裂成多块，变得过于暗淡而无法观测，这使得它的轨道难以精确计算，并不得不放弃进行探测器飞越。飞越哈特雷2号彗星图102010年11月4日拍摄的哈......撞击信息撞击信息2005年1月13日，北京时间2时47分，美国成功发射彗星探测飞船，“深度撞击号”。2005年7月4日，释放出一颗372公斤级的铜弹，撞击“坦普尔1号”彗星的核，价值3.3亿美元。人类第一次与彗星亲密接触。太平洋时间2005年3日22时52分（北京时间4日13时52分），美国宇航局“深度撞击”号探测器释放的撞击器“击中”目标——坦普尔1号彗星，地面控制大厅里一片欢呼，“炮轰”彗星大片正式上演，整个程序花了3.7秒，图11这项史无前例的“炮轰”彗星计划始于1999年11月1日，美宇航局于2005年1月12日成功发射“深度撞击”号探测器在4日撞击彗星之前，“深度撞击”号走过了4.31亿公里的漫长太空之旅终于迎来了与坦普尔1号“亲密接触”的激动人心时刻。撞击器击中彗星的彗核后，会在其表面轰出“弹坑”，使其内部物质暴露出来供研究。据预测，撞击会造成彗核表面的冰雪、尘埃等溅起，好比在太空中放出一个大“焰火”。科学家们认为，彗核中含有太阳系初生时遗留的物质，希望借助此次撞击对太阳系诞生的过程有更多了解。美宇航局专家表示这次撞击不会改变彗星的轨道，也不会对地球构成危险，探测器外观：大小约等......撞击过程撞击过程寻找目标撞击器将以3.7万公里/小时的速度撞击彗星的彗核，其威力相当于4.5吨TNT烈性炸药的爆炸威力，将在彗核表面撞出一个数十米深、足球场那么大的环形坑。这次碰撞将导致大量彗核物质向宇宙空间喷射而出，从而使彗星亮度明显增加，届时地球上的天文爱好者使用双筒望远镜甚至肉眼就可以看到这枚彗星。在5月初到达距离地球1600万公里的最近轨道后，坦普尔1号彗星将在6月份开始朝着远离地球的方向运行，但是仍然在接近太阳。在6月的夜晚，我们能够观测到它在天空中室女星座东南部偏南处。这段时间它的亮度不会有太大改变，但是亮度为10等，只及肉眼能见的最黯淡恒星亮度的1/40.在接下来的几周里，室女星座和坦普尔1号彗星将逐渐向西南天空移动，它们在夜幕降临后出现，并在午夜后消失于地平线。撞击之夜7月4日，“深度撞击”号探测器将靠近彗星并转向离彗星500公里的安全距离，这时它将向彗星发射一枚撞击器在接下来的24小时里，如果天气允许，地球上的大部分地区都将能够看到这次撞击引发的“太空焰火”。多数彗星专家认为，在撞击后掀起的彗星尘埃云将逐渐膨胀，坦普尔1号彗星亮度可能会增加到6......重大意义重大意义其一，科学家的发现将帮助我们对太阳系诞生的过程有更多了解，并将对探索生命的起源、地球上水的来源也有重大意义。天文学家猜想，包括地球在内的行星，大约39亿年前可能都曾受到彗星的密集轰击，而不久后地球上就出现了生命，两者之间可能有联系。如果能由此在回答“人类从哪里来”的问题上有所帮助，此次撞击的意义更将惠及全人类。其次，整个过程的航天器无人控制技术堪称完美，而这对人类未来远足外空，离开蛰居许久的地球家园，前往外空开辟新的乐土，也将具有重大意义。再者，以如此一种好莱坞大片的方式进行的“深度撞击”，无疑能激发出人类更多的想像，吸引更多的人投身科学探索。或许在许多人的眼中，科学研究总是枯燥无味的，而空间探索则更往往是“虚无缥缈”的。但“深度撞击”吸引了无数的眼球，当他们在今后仰望苍穹的时候，心中或许会萌发出更多从事科学探索的激情。而这，或许远比传统教科书式科普教育的效果要来得更好。可能有人会说，“深度撞击”耗资3.3亿美元，如此巨资是否值得？然而，比较一下吧，一架B-2轰炸机的单价高达21亿美元，当它在地球上留下深坑的同时，留在人类心灵里的伤害，又是多么深重呢？“香消玉殒”在宇宙深处，“深度撞击”留给人类的，绝非仅仅只是一场华美的“......其他信息其他信息公众七问为什么选“坦普尔一号”撞庞之浩介绍，“坦普尔一号”彗星是在1867年被发现的，绕太阳运行一圈需5.5年。之所以选择“坦普尔一号”是有理由的：首先人类对它已有100多年的了解，比较熟悉它的轨道特征、自转特征等情况，而且目前它正处于中年时期，比较具有代表性；其次，它距离地球比较近，飞船到达它的彗核所需时间仅为半年。它不是新进入太阳系的活动型彗星，不会连续地向外喷发气体，比较容易看清楚彗核的外部特征，有利于研究彗核的内部结构；还有就是，它可以飞到离地球比较近的地方，撞击后适宜地球上的公众进行观测。这次撞击是否会威胁到地球安全庞之浩说，这次撞击是在距离地球15000万千米时进行的，虽然到时将产生相当于4.5吨TNT炸药爆炸时的能量但相对于这样一个遥远的距离，这样的能量是绝对不会威胁到地球的。联系“坦普尔一号”彗星的大小情况我们可以得出这样一个比喻，“深度撞击”撞击“坦普尔一号”彗星就像蚊子冲进一架波音747飞机。撞击器撞击彗核的相对速度是10.2千米/秒，这将使得彗星的速度变化0.0001毫米/秒，使得彗星的近日点减少10米，轨道周期减少