admin 图解:艺术家描绘的罗塞塔在2008年9月5日飞过小行星斯坦因的场景
在我们太阳系遥远的腹地潜伏着两个冰冷的物体，它们是我们太阳系成长期的冰冻残留物。其中之一，柯伊伯带（Kuiper Belt）在海王星轨道外一点的位置绕着太阳公转。另一个是奥尔特云，它围绕着距离太阳5000到100000天文单位的地方（1天文单位等于地球和太阳的平均距离，大约9300万英里，或1.5亿公里）。当两个寒冷社区的霜冻居民出发前往内部太阳系寻求冒险时，我们称之为彗星。
图解：柯伊伯带
古希腊人认为这些“长头发”嬉皮士似的“星星”是不祥之兆，现代天文学家却很重视彗星，因为它们让我们得以窥视太阳系的过去。由于彗星内部冷冻的原始物被挥发性物质覆盖，它们就像是太阳系构件的冷冻库，存储着一些原始信息。同时，它们也是构成核酸和氨基酸的碳，氢，氧和氮的储存库，所以它们也可能有助于解释生命如何在我们的星球上崛起。
由于一系列飞船飞向，甚至撞击这些肮脏的冰球，在近几十年来，我们对彗星的了解已经迅速增长。
图解：地球上观测到的彗星
2001年，美国航天局的“深空一号”任务对9969布莱叶小行星进行了观测，随后观测到了博雷利彗星。该机构的“星尘”任务于1999年2月启动，收集了Wild-2彗星的尘埃，并于2006年将其送回地球。
美国宇航局于2005年1月发射了两航行器深度撞击任务，将撞击器撞入了坦佩尔1号彗星，以探究其构成。
观察彗星，离得越近越好：彗星的亮度比它的星光背景的亮度要低，因此它无法从地面或轨道观测站进行简单的观测。当它向太阳运动时，由于释放气体，抛射物质，它会逐渐变亮，但由于这时周围的一团气体和尘埃，或者说发光粒子云的影响，我们还是看不清它的核子。
图解：近日点之前不久的ISON彗星的哈勃影像
借助国际罗塞塔任务，我们于2014年11月将一艘航天器降落在67P / 楚留乌莫夫–格拉西缅科彗星上，并计划让它绕太阳飞行。
这艘飞船必须像航天飞机飞行员一样灵活，几乎像一队石油钻工一样自给自足，因为它的接近必须避开彗星抛出的任何东西，而且它与任务控制的通信存在接近50分钟的延迟。现在，轨道器和着陆器的组合将试图解答围绕彗星和太阳系形成的许多未解之谜。
到那的旅程充满坎坷
图解：艺术家描绘的2014年8月罗塞塔到达67P / 楚留乌莫夫–格拉西缅科彗星的场景
要赶上飞速的彗星，就已经是非常难的一件事了，更不用说降落在一颗彗星上。想象一下在一根绳子的末端打一个圆的球轴承。现在想象一下试图用另一根绳子和球轴承击中这个轴承的情景。现在试试这个尺寸：如果这根绳子长1码（0.9米），而两个滚珠轴承的尺寸相当于10纳米和4皮米，比一个抗体分子和一个氢原子还小。
图解：从162公里（101英里）处可以看到67P彗星尾巴上有气体和尘埃
现在让我们谈谈速度和力量。罗塞塔是一个铝制盒子，尺寸为9.2 x 6.9 x 6.6英尺（2.8 x 2.1 x 2.0米），发射时重约6600磅（3000公斤）。科学家需要飞船捕捉彗星67P / 楚留乌莫夫–格拉西缅科彗星，这是一个倾斜的块状物，大约2 x 3英里（3 x 5公里），以最高83,885 mph（135,000 kph）的速度飞行。
图解：罗塞塔号
只有一个问题：我们的航天器做不到这一点。相反，罗塞塔首先用阿丽亚娜5号火箭发射到环绕地球的停车轨道。接下来，它开始了为期10年的环行飞行任务，穿越太阳系，借用火星（2007年）和地球（2005年、2007年、2009年）的引力弹弓加速。在穿越主要小行星带的同时，罗塞塔还观测了2867斯坦斯小行星（2008年9月5日）和21颗卢特西亚小行星（2010年7月10日）。
图解：罗塞塔拍摄的小行星2867斯坦斯小行星
休眠的罗塞塔（Rosetta）在弯曲的拦截航线上呼啸着前进，在距离太阳约3.5 AU时它会被唤醒。由于向着越来越热的方向前进，它在2014年1月至5月期间定期使用刹车推进器，以每秒6.6英尺（每秒2米）的相对速度减速。到8月，当它将自己插入轨道时，速度进一步下降，达到每秒几厘米。
图解：从10公里（6英里）看67P彗星
然后，就像婚礼摄影师一样，飞行器花了一些时间躲避，拍摄照片并寻找最佳照明条件。欧洲航天局的任务控制系统使用这些镜头来计算彗星的位置，大小，形状和旋转。一旦进入轨道，罗塞塔就开始绘制彗星地图并观测自旋轴方位、角速度、主要地标和其他基本特征——绘制五个潜在着陆点所需的一切东西。
图解：罗塞塔拍摄的2014年9月楚留乌莫夫–格拉西缅科彗星
2014年11月，罗塞塔号从彗星上方约0.6英里（1公里）处释放了“菲莱”着陆器。菲莱原本计划以人类的步行速度着陆，利用其灵活的腿部来抑制反弹，用鱼叉锚定它以对抗彗星的低重力，但是降落并未按计划进行。从那里开始，它乘坐了彗星在太阳内部和周围运行，尽可能长时间地进行观测。任务已经于2015年12月完成了。
图解：罗塞塔和菲莱
彗星任务的若干个“第一次”
2014年11月，罗塞塔的菲莱着陆器完成了彗星探测器在彗星上的第一次受控着陆。以下是其它一些彗星探测器的“第一次”：
国际彗星探测器（NASA）：第一个穿过彗星尾巴的彗星探测器（1985年彗星Giacobini-Zinner）
乔托号（ESA）：第一次造访两颗彗星的彗星探测器（1986年彗星哈雷和1992年格里格-斯凯勒鲁普彗星）
星尘号（NASA）：第一次将彗星尘埃带回地球的彗星探测器（2004年遇到了Wild-2彗星； 2006年返回了样本）
深度撞击号（NASA）：第一次执行撞击彗星任务的彗星探测器（2005年彗星Tempel-1）
打破记录，进行测量
当菲莱着陆器降落时，它成为有史以来第一艘在彗核上进行受控着陆的飞船，但这远非它创下的唯一记录。值得注意的是，尽管在5亿英里（8亿公里）处，阳光骤降到直射到地球的4％以内，着陆器还将拍摄到彗星表面的第一张照片，而罗塞塔成为了第一个绕着彗星核运行的航天器，第一个驾驶翼人飞向入站彗星的航天器，第一个近距离见证其由太阳引起的变化。
图解：罗塞塔和菲莱
轨道飞行器上有各种各样的小工具，计划与着陆器的设备协同工作紫外和热成像光谱仪，连同微波仪器，将分析彗发，并帮助着陆器研究彗星的核和与彗发有关的排气。机载无线电波探测仪也将帮助菲莱研究彗星的内部结构。罗塞塔将使用离子质量分析仪、颗粒碰撞分析仪和尘埃收集器以及显微成像尘埃分析系统进一步分析彗发的尘埃。其他仪器将研究彗星的大气、电离层和等离子体环境，包括温度、速度、气流密度和磁场罗塞塔还拥有一个双窄/广角摄像机，可以看到可见光、近红外和近紫外波段的光，是第一个近距离观察太阳引起的变化的。
着陆器携带10个实验来观察、取样和分析彗星的组成，由一个钻孔子系统支持，这个子系统可以钻到9英寸（23厘米）的直径，并将材料运送到机载仪器上。其中包括一台α-质子x射线光谱仪，它通过将样品暴露在放射源中并分析反弹回来的α粒子、质子和x射线的能谱来区分化学元素。
菲莱还有一个全景可见光和红外摄像系统，以及一个着陆成像仪。它将使用无线电波探测系统绘制彗星核心结构图，并使用电测深和声学监测系统了解彗星的机械和电气特性。一个多用途传感器将研究地表和地下的性质，一个磁强计和等离子体监测器将跟踪物体的磁场和带电粒子环境。
两台气体分析仪将对彗星的表面成分进行分类。其中之一，COSAC，结合了气相色谱仪和质谱仪。另一个是PTOLEMY，它使用离子阱质谱仪分析表面固体和大气中的气体。
可以装在两个小盒子里的设备很多，但数十年的探测器发射已经使欧空局和美国宇航局学会了如何打包更多设备。
小行星：彗星表兄弟
科学家将小行星和彗星视为近亲。实际上，一些由松散的灰尘组成的小行星可能曾经是彗星。天文学家还认为，来自柯伊伯带的挥发性短周期彗星最终可能像岩石一样绕太阳转。希隆（Chiron）就是最好的例证，它是一颗巨大的半冰冻小行星，或半人马座天体，在土星轨道之外绕着太阳旋转。
为了帮助阐明这些问题以及其他问题，罗塞塔（Rosetta）花费时间穿越主要的小行星带，研究了两个知之甚少的小行星21卢蒂亚和2867斯坦斯。
作者注意：您如何将宇宙飞船降落在彗星上？
我已经在以前的文章中写过，将飞船发射到某个特定的行星位置或沿着某个特定的空间轨道，是一件非常复杂的事。尽管我们了解——或者至少是研究过——许多物体、行星和卫星的轨道，但其中所涉及的距离和速度是天文数字，更不用说围绕太阳旋转的各种天体所产生的引力了。
尽管取得如此惊人的成就，但太空任务中最困难的部分通常不是到达那里，而是幸存下来。我们倾向于想当然地认为，假设发射顺利，没有人混淆公制和英制单位，飞船将正常工作。我向你们保证，设计、建造（测试、测试、测试）和发射这些飞行器的科学家和工程师们对此并不乐观。正如早期行星探测器的记录所表明的，设计出可以在几个月的太空和冬眠中生存下来的飞船已经很难了，更不用说十年，仍然被认为是有史以来最非凡的工程壮举之一——在你把精心组装的仪器、控制系统和推进装置绑在我们称之为火箭的受控爆炸装置上之前。
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3. howstuffworks-自旋=1_2
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