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火星探測器躲避彗星的「冰桶挑戰賽」

科學家似乎做好了觀測的準備,一顆令人感到緊張的彗星將近距離地飛越火星。賽丁泉彗星或C/20A1正「踩著點子」一步步地飛近紅色的火星,NASA科學家和管理者思考了相應的對策,以有效的措施儘可能地保護各種火星探測器不受彗星的多點襲擊,在火星軌道運行的飛行器艦隊擔負了探測火星的重要使命。科學家在今年10月19日推算,一顆彗星的慧核將與火星「擦肩而過」,彗核與火星最近的距離只有82000英里、或132000公里,這種距離比天文學家過去記錄的距離地球最近的彗星縮小了17倍,1770年,萊克塞爾抵近我們的地球,它是離地球最近的一顆彗星。

也許沒人擔憂彗星微小的彗核對在火星軌道運行的探測器產生怎樣的破壞作用,當彗星C/20A1剛好從火星的附近飛越時,NASA科學家和管理者擔憂的不是彗核「貼近飛行」帶來的很大危險,而是彗核蒸發之後產生的冰汽和嵌入其中的塵埃顆粒。水霧和塵埃的混合體構成了彗星的慧發和彗尾,它們鋪開的範圍足以滲透火星的上層大氣層,可能潛在地襲擊火星軌道的飛行器,不能低估小顆粒塵埃對人造衛星的撞擊作用,彗核殘片形成了小顆粒物,它們哪怕只有半毫米的直徑,它們看起來十分輕微,不足以構成在軌衛星的天敵,然而,微小顆粒物的物理學特徵與它們的飛行速度有關,當它們以每秒36英里、或56公里的速度飛向火星飛行器時,微小的塵埃顆粒對飛行器的撞擊力將會產生破壞性的影響,對在軌飛行器帶來很大的安全隱患。

NASA的三位科學家建立了彗星飛行軌跡的模型,從模型推斷了彗星飛越火星的線路圖,加州帕薩迪納噴氣動力實驗室的里奇·諸瑞克擔任NASA火星探測項目的主要科學家,他對公眾媒體解釋說,彗星的危害不是來自彗核的撞擊,而是來自彗核的彗尾,里奇·諸瑞克在彗星模型中使用了約束性的參數,從地球天文台獲得了可靠的觀測參數,他將約束性參數帶入彗星運行軌跡的模型,他發現彗星低近的危害不像第一次預測的那麼大,火星剛好處於彗尾碎片和顆粒物的邊緣。究竟有多少碎片和顆粒物將會衝擊火星的大氣層?目前不能作出準確的預測,NASA科學家和管理者採取了謹慎的操作手段,目前在火星軌道運轉的飛行器有火星勘測衛星(MRO),火星奧德賽,飛往火星旅途的探測器有火星大氣與揮發物演化衛星(MAVEN),預計衛星MAVEN將在彗星C/20A1抵近火星前的一個月進入火星軌道。專門探測衛星運行的科學團隊制定了周密計劃,以確保所有探測衛星的安全。當彗星飛越火星時,科學家設法讓飛行器「躲進」火星與彗星飛行位置相反的一側,使得飛行器儘可能避開彗星最有可能經過的路線。

公眾十分關心一個問題,火星漫步者可能遭遇彗星的危險性影響嗎?從蒸發的彗核產生了流星雨,「天女散花」的流星雨是否可能襲擊在火星表面執行探測使命的漫步者?科學家認為火星漫步者不可能「獨善其身」,它可能經歷一番「撒胡椒面」的洗禮,彗星漫步者不至於被流星雨擊毀,這是因為火星有足夠厚的大氣層,流星雨在穿越火星大氣層時將會受到「火的洗禮」,碎片和顆粒物在到達火星表面之前差不多被焚毀殆盡。這一次的火星流星雨不同於典型的在地球上空產生的流星雨。火星漫步者將執行一次特殊的使命,它將「客串」一次攝影師的角色,火星漫步者攜帶了全景照相機,它將用於特殊拍照的目的,當彗星C/20A1最接近火星時,作為臨時攝影師的漫步者將會拍下火星流星雨的場面,毫無疑問,人們在互聯網時代「足不出戶」地欣賞彗星燦爛而美麗的圖像。NASA科學家意識到,彗星飛臨火星是一次難得的機會,科學家在彗星飛越火星的前後將調動火星軌道飛行器所有的的「鏡頭」,三個火星飛行器將「按期」拍下彗星運動軌跡的圖片。

科學家制定了具體的實施方案,MRO和奧德賽用於檢測彗核的慧發和彗尾,尋找慧發和彗尾對火星大氣層可能產生的影響,奧德賽將觀測慧發和彗尾的熱學和光譜學特徵,MRO將監測火星大氣層可能產生的溫度和氣體雲變化,收集高空的電子密度數據。MAVEN將觀測從彗核剝落的氣體混合體,這是由於太陽的加熱作用形成的。經過此番綜合性的觀測和分析,科學家將會了解有關彗核特性的更多細節性信息,潛在地揭示彗核的轉速和表面的特徵。賽丁泉彗星第一次闖進內太陽系,人們期待令人興奮的信息。科學探索是人類永恆的期待,當近距離地凝視由最原始的冰塊和塵埃構成的彗星時,人們自然聯想到彗星的形成,原始冰塊和塵埃被深深地封存在自然史的長河。值得一提的是,彗星C/20A1撞擊火星大氣層的時刻趕上了地球上風靡的「冰桶挑戰賽」,彗星在太陽照耀下形成「一瀉千里」的景觀,好似在星空世界進行的超級版的「冰桶挑戰賽」。

(編譯:2014-9-2)

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