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澳门十大赌场网址开户 ,SOFIA实际上是一架改装过的波音747SP喷气客机,携带一台直径100英寸的望远镜,是NASA和德国航天中心的联合项目。该天文台的最新设备“高分辨率机载宽带摄像机”上的偏光计可对入射光波进行测量,结果将帮助研究人员理解磁场如何影响星际云浓缩形成新恒星的速度。

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其中,一个项目将使用“HAWC+”摄像机了解磁场对在暗云L1448内形成的恒星产生何种影响,该暗云是星际摇篮,其间充满了灰尘和分子。摄像机还将用于NASA与阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波阵列望远镜的联合研究项目中,跟踪磁场,以更好地了解行星如何形成。

为何掀起彗星探测热 

SWAS,NASA小型探测计划中的第3颗卫星,是三轴稳定的无线电观测站,具有38角秒的指向精度和小于19角秒的图像跳动。它的设计目的在于通过确定星云的成分和检查这些星云坍缩时怎样形成恒星和行星,来研究星际信息。它是第1颗探测恒星之间稠密的热蒸汽云层里水和氧气分子产生的毫米波辐射。SWAS科学运行中心位于哈佛一史密森天体物理学中心。

另一个项目将使用“HAWC+”摄像机,帮助天文学家更好地理解高能量的活跃黑洞对目前最明亮的遥远星系的影响,从而有助厘清这些活跃黑洞的光亮究竟是恒星形成时产生,还是物质堆积在中心黑洞上部而引起。

近年来,人类对彗星越来越感兴趣,尤其在2004年掀起了彗星探测的新高潮。
2004年1月2日,飞行已久的美国“星尘号”彗星探测器与怀尔德2号彗星交会,不仅拍摄了彗星的照片,还在离彗核很近的地方用密度极低的氧化硅气溶胶首次获取彗核物质。这些彗核物质样本可为宇宙形成和地球生命起源的研究提供重要线索。2004年3月2日,欧洲空间局发射其第一个彗星探测器“罗塞塔”。它将经过10年的长途跋涉进入楚留莫夫-格拉西门克彗星轨道,并向该彗星“着陆”,这在人类航天史上也前所未有。现在美国又把“深度撞击”彗星探测器送上太空,“上演”惊心动魄的太空大撞击。人类如此频繁发射彗星探测器,究竟为什么?
彗星是由冰和少量岩石组成的小天体,迄今共发现1800多颗。其体形庞大,但质量却小得可怜,就连大彗星的质量也不足地球的万分之一。彗星物质95%以上集于彗核,彗核的内部结构保存了彗星形成和演变过程的重要信息,这对研究彗星乃至整个太阳系的起源和演变都非常重要。
彗星由太阳系诞生初期的物质构成。由于它自身温度极低并处在温度极低的宇宙空间,因此在太阳系诞生46亿年来,几乎始终保持形成初期的状况,故而彗星被认为是太阳系最古老、最原始的天体,可以说是太阳系的活化石,其物质构成与太阳系形成前的星云类似。对它进行研究将有助于人类揭开太阳系形成之谜。
科学家认为彗星实际上就是宇宙产生时期残存的原始物质。一些人猜想彗星上可能“窝藏”复合碳分子。地球幼年时期受到太空岩石撞击过程中,这些碳分子可能已经在地球上“播种”了制造生命的化学“积木”块。所以探测彗星很有可能使人类认识地球生命起源的奥秘。而且有人认为地球上的水也可能来自彗星。
此外,探测彗星的本质及其组成成分,还有可能了解太阳风的物理性质和化学成分。
自20世纪80年代以来,人类已用多个航天器对5颗各具特色的彗星进行了探测,但这些探测的共同缺点是没有直接取样彗核进行研究,也没有收集彗星物质返回地球。而“深度撞击”则首次让人类揭开彗星外表探索其内部奥秘。 

研制历程

研究人员还将继续搜寻火星上的甲烷,SOFIA将在“好奇”号火星车先前探测到天然气的同一个火星季进行观测,以更好地了解甲烷浓度如何随火星季节变化。

“深度撞击”3步走 

亚毫米波天文卫星是1998年12月5日发射的一颗天文卫星,是美国国家航空航天局的小探测工程的一部分。史密松天体物理台和高达太空飞行中心的研究人员分别设计了其望远镜和探测器。每年12月,SWAS返回发射初的轨型;卫星在任务开始时的可视目标可以进行多次观察,有三年额定寿命期。它于2004年7月21日关机,但是2005年6月至8月重新开机用来监测大碰撞期间来自于坦普尔彗星水发射。SWAS现在正处于休眠中。

另一组研究人员正计划在彗星46P接近地球时对其进行研究,希望从彗星尘埃中获得早期太阳系如何演变的“蛛丝马迹”。

“深度撞击”探测器犹如一辆中型面包车大小,重650千克,由轨道器(也叫飞越舱)和撞击器组成。轨道器使用X波段无线电与地球和撞击器保持通信联系。当撞击器撞上彗星的小段时间内,由于探测器记录的数据急速增加,其信号将向地球各个重叠天线传输。探测器上的初始数据将立刻被传输至地面,随后的数据将在一个星期内传输完毕。在撞击发生后,轨道器对“弹坑”和彗星内部物质的碎片同时使用光学成像和红外线频谱扫描。
“深度撞击”的任务是:观测彗核的组成;测量彗核的深度和直径;分析彗核物质和喷出物质的成分;观测因碰撞造成的“蒸汽现象”的过程变化。其首要科学目标是探测彗核内部与其表面之间的不同。
其有望回答的问题之一就是宇宙的原始物质到底埋藏在彗星内部多深的地方。
“深度撞击”探测器由撞击器和轨道器组成,探测器将分3步完成任务:首先靠近坦普尔1号彗星;接着发射撞击器撞向彗星形成“弹坑”,造成彗星内部物质溢出;最后轨道器靠近“弹坑”,收集彗星内部物质进行研究。
当撞击器被释放后,轨道器将会降低速度,改变航线,在距坦普尔1号彗星500千米内观测撞击过程。在记录撞击过程和收集彗星内部物质样本的同时,它还会对彗核结构和组成进行分析。其主要任务是,考察撞击后10多秒钟内彗核的变化,对撞击过程、撞击坑的形成及“弹坑”内部成像,获取彗核及撞击坑内部的能量谱,并存储、发送图像和能谱数据,它还接收撞击器发回的数据。在此过程中,其高增益天线会向地球发回近实时图像。
撞击器在撞向彗星彗核的前2秒钟,会拍下绝无仅有的最近距离彗核的照片。随后,彗星将从轨道器上方飞过。此时轨道器调转角度从后面继续对彗核进行跟踪分析。按照计划,如果轨道器还能工作,它将继续飞向另一颗彗星,执行下一项探测任务。
撞击器冲向彗核时产生的动能相当于4.5吨TNT炸药爆炸的能量。由于撞击器和彗星之间的相对运动速度很大,两者相撞时会产生巨大的爆炸力,故铜制撞击器将被熔解蒸发,产生焰火般的绚丽景象。预计撞击器会在彗核上撞出一个约10~15层楼深(深达30~45米)、横截面相当于一个足球场大小的大洞,直达彗核。此时撞击器内一片刻满全球天文爱好者名字、大小像迷你CD般的光盘,也将同时穿入彗星内部,永远留存在彗星上。
从2005年8月开始,由轨道器拍摄的照片及收集的数据将陆续传回地球,整个数据传输将持续1个月。2006年4月,科学家对这些照片和数据分析完毕,该项目最终结束。 

使用情况

今年6月和7月,SOFIA将对南半球进行研究,包括研究大、小麦哲伦星云周围的星系。研究人员将绘制出“剑鱼座30”——大麦哲伦星云巨大的恒星诞生地的大尺度图谱。“HAWC+”摄像机还将首次观测南半球的天空,研究大、小麦哲伦星云周围恒星形成区域内以及黑洞周围的磁场。研究人员也将利用SOFIA的机动性,研究泰坦的大气层。

撞击意义深远 

亚毫米波天文卫星设计观测到2004年7月21日。2005年6月,为了观测深度撞击号探测器撞击坦普尔1号彗星的效应,在经过一年的待机之后,卫星被重新激活3个月。

坦普尔1号彗星由德国科学家坦普尔于1867年4月3日发现,该彗星每5年半绕太阳运转一周,近日距离为1.5AU(地球与太阳之间的平均距离),轨道偏心率为0.5,轨道位于火星和木星轨道之间。自旋周期为1.71天。它已经穿过太阳系100多次,2005年又是它的回归年,这使它成为研究彗星外层覆盖物发展变化的最佳对象,因而美国发射“深度撞击”对其进行撞击探测。
与以往的太空计划不同,“深度撞击”不是被动的等待和观察,而是人类历史上第一次利用太阳系中其他天体做一个大“实验”。通过撞击器对彗星撞击使其露出彗核,能够解答天文学和自然界中许多问题,包括彗星和太阳系的形成,甚至生命的起源等。
该计划的另一个重要任务就是研究如何使彗星和流星改变方向,为地球今后可能遭遇小天体撞击而尽可能积累一些研究数据,以便将来能“转守为攻”。虽然这次撞击是在坦普尔1号彗星运转到距离地球最近(约15000万千米)时进行,而且改变了坦普尔1号彗星的轨道,但不会使它威胁地球安全,这就好像让一只蚊子冲进1架波音747飞机一样,即坦普尔1号彗星因“深度撞击”引起的变化,相对而言可以完全忽略。

每年12月,SWAS返回发射初的轨型;卫星在任务开始时的可视目标可以进行多次观察。在三年额定寿命期间,它完成了巨大的分子云1°×1°详细图。它于2004年7月21日关机,但是2005年6月至8月重新开机用来监测大碰撞期间来自于坦普尔彗星水发射。SWAS现在正处于休眠中。

大众科技报 2005-7-7

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