中国西部博览会进出口:"星辰号"宇宙飞船带回的是哪个彗星的物质?

“维尔特二号”彗星

彗星探测一直是科学家研究了解太阳系、行星和生命起源的重要途径。但由于技术限制，科学家直到近年来才开始拿到彗星成分的“一手资料”。去年7月的“深度撞击”计划让美国宇航局获得了彗星内部的图片，而“星尘”项目是人类第一次用航天器对彗星进行取样研究。美国宇航局曾将该项目形容为“将彗星带回地球”。

北京时间15日18时许，装有彗星尘埃样本的美国“星尘”号飞船返回舱在美国犹他州的沙漠中降落，这是人类发射的探测器首次将彗星样本带回地球。科学家认为，星际尘埃很可能保留了太阳系诞生之前宇宙构成的信息。但科学家迄今尚不知道星际尘埃颗粒到底是什么样的，也从未在实验室中研究过具体的星际尘埃样本。“星尘”号飞船返回舱除首次为人类带回彗星样本外，也将捎回具有重要研究价值的星际尘埃。

成功降落

首获彗星样本

美国国家航空和航天局(NASA)工作人员介绍说，返回舱着陆后不到1小时，派往前方搜索的3架直升机就借助雷达系统的帮助确定返回舱具体地点。

返回舱将被运往附近的美军基地的无尘室进行初步处理。不久后，返回舱中的珍贵彗星尘埃样本将被送往NASA约翰逊航天中心研究。

“星尘”号飞船1999年2月发射升空。2004年1月，该飞船近距离飞过“维尔特二号”彗星时，飞船上的尘埃采集器成功捕获到彗星尘埃样本。

美联社说，这是人类航天史上第一次成功采集并收回彗星样本，也是1976年以来第一次成功实施机械获取外太空物质。

对于“星尘”成功回家，地面控制中心的科学家和工作人员一片欢呼。

“这(感觉)就像父母亲出席自己成绩优秀孩子的毕业典礼，”曾经参与“星尘”号设计研究工作的工程师肯•阿特金斯激动地说，“我们拥有一个非常出色的导航及工程团队。”

此前，美国犹他州接收现场的各项装置已经全部打开，准备迎接“星尘”号回家。科学家还透露说，犹他州的天气情况很好，很适合“星尘”号着陆。

最快返回速度

NASA工作人员介绍说，返回舱当天进入大气层的速度达到每小时46444公里，穿过整个大气层也仅仅用了大约13分钟。这一速度使“星尘”号返回舱超过美国“阿波罗-10”号宇宙飞船1969年创造的最快速度，成为进入大气层时最快的人造宇宙飞行器。

通过在宇宙中7年的漫长旅程，这个重约46公斤的尘埃物质捕捉器创造了一系列令人惊讶的数字：总路程为46.3亿公里，相当于从地球到月球折返5000次。

当然，最让研究人员高兴的应该是彗星样本。美联社援引研究人员的话说，返回舱此次可能带回大量星际尘埃和彗星样本。其中一些尘埃样本已经在太空中存在46亿年，甚至更长，可能比太阳还“年长”。因此，研究这些物质对于人类了解太阳系诞生将产生巨大推动作用。

星尘项目

1999年开始的“星尘”项目总投资约1.68亿美元(不包括飞船发射费用)，其中约1.28亿美元用于“星尘”号飞船的研发，其余用于项目控制。

1999年2月发射后，“星尘”号飞船就朝着距地球8.2亿公里的“维尔特二号”彗星飞去。这颗彗星迄今仅围绕太阳飞行过约5圈，其中绝大部分原始尘埃和气体保存完好，研究该彗星有助于回答太阳系起源等基础性问题。

为了实现与“维尔特二号”彗星最近距离的“亲密”接触，“星尘”号飞船绕太阳转了3圈，跑了34亿公里才遇到自己的“心上人”。2004年1月，书橱大小的“星尘”号与“维尔特二号”彗核的最近距离达到240公里时，飞船上伸出的一个网球拍大小的尘埃采集器，成功捕获到彗星物质粒子。飞船上的光学导航相机还抓拍了一些彗核照片，作为“约会”纪念。在2000年2月至5月和2002年8月至12月期间，“星尘”号还捕获了太阳系星际尘埃粒子。科学家认为，这些粒子可能保留了太阳系诞生之前的宇宙构成信息。

彗星研究

从“深度撞击”到“星尘”号返回舱的归来，对彗星的研究，正在太空探索中占有越来越重的分量。彗星可能包含了我们太阳系、地球以及生命诞生的重要线索。

首先，彗星是由太阳系诞生后的残余物质构成，它们来自太阳系外侧的柯伊伯带，那里温度保持在零下200多摄氏度左右，好比一个超级冷冻箱，使彗星的物质成分能保持太阳系早期的原貌，研究这些物质，可以部分了解太阳系究竟是怎样诞生的。

第二，彗星的最主要成分是冰雪，也就是固态的水，而液态的水是地球生命诞生的先决条件。科学家认为，可能是彗星落到地球上，带来了最初的水，并使地球上的水越来越多。

第三，彗星的彗核比较“黑”，也就是说其中可能含有不少碳成分，而碳又是地球有机物和生命出现的必要元素。

“深度撞击”初步验证了彗星含有碳、氮等生命必要的元素；“星尘”则采集彗星喷发出来的物质粒子；到2014年，欧洲航天局的“罗塞塔”飞船还将直接登陆彗核，并钻探取样。

本组稿件据新华社、《中国日报》

威尔德2号

科学家为何选中威尔德2号彗星

“星辰”飞船的总发射费用是1.684亿美元（不包括运载火箭），其中飞船的造价是1.284亿美元，运行费用为0.4亿美元。花那么多钱、费那么大的精力从遥远的太空取回一些尘埃，人们自然要问：这值得吗？

太阳系中的天体有太阳、9大行星和它们的卫星、小行星和彗星。彗星是小的、易碎的、形状不规则的天体，由冰冻着的各种杂质、尘埃组成。宇宙中彗星的数量极大，但目前完全确定轨道参数的彗星不到1000颗。用望远镜观测，地球上平均每年可见大约20颗彗星，多数是重复出现的“老彗星”，只有5至7颗是第一次来到内太阳系的“新彗星”。

彗星是在距离太阳遥远的地方形成的，形成后一直在太阳系边缘的非常寒冷的地方。在大行星引力的扰动下，有时个别的彗星脱离原来的轨道，进入内太阳系，被人类发现。因此彗星是太阳系最古老、最原始的物体，它们保存了原始星云物质最早的记录；进入内太阳系的彗星将挥发性轻元素带到行星，对行星海洋和大气层形成起重要作用；另外，彗星富含有机物，有可能为地球上生命的起源提供了必不可少的有机分子；一些彗星以极高速度撞击地球和其他行星，引起行星气候的急剧变化，极大地影响了地球的生态平衡。由于这些原因，科学家一直关注对彗星的探测。

“星辰”号飞船所以选择威尔德2号彗星为探测目标，首先因为它是一颗新到内太阳系的彗星。第二个原因是，威尔德2号还处于比较原始的状态。第三，科学家发现了一个轨道，沿这个轨道，飞船飞越威尔德2号时的相对速度低，比较容易对彗星取样。

飞船靠近彗核观测可以看清彗核的大小和形状，可以确定彗发物质的成分，但对成分的测量不够精确。直接将彗星样品带回地球，经各种高精度分析仪器，可以准确地确定彗星物质是由哪些元素构成的，这对于研究彗星的起源具有重要意义。目前，欧洲空间局的罗赛塔飞船正飞往一颗彗星，准备在这颗彗星的彗核着陆。届时，人们将会获得关于彗核的更丰富的知识。

如何收集彗星物质和星际尘埃

尽管“星辰”飞船以缓慢的速度接近威尔德2号彗星，但两者之间的相对速度仍达到22023公里/小时。在这样的情况下，收集彗星物质相当困难，因为这些尘埃粒子很容易穿透收集器。为解决这个难题，科学家发明一种物质，称为气凝胶。这种物质是目前世界上最轻的固体材料，密度比玻璃低1000倍，是海绵状的玻璃。粒子撞击后，在气凝胶内产生胡萝卜状轨迹，使粒子停下来。“星辰”的尘埃收集器就是用这种气凝胶物质做成的，整个收集器外形像网球拍。

当“星辰”飞船以每秒6.2公里的速度飞近彗星时，用气凝胶可捕获1至100微米范围的彗核尘埃。除了气凝胶收集器外，“星辰”还携带了成像仪、粒子通量监测器等仪器。成像仪：用于研究尘埃和伴随气体的大尺度分布，观测核的面积，确定核大小形状和反照率。

星际粒子的收集在飞船轨道的部分位置进行，在这些位置，星际粒子的速度相对较低。收集器的取向在特殊方向，因而收集面积最大。星际粒子总的收集时间大约2年。“星辰”号飞船是1999年2月7日发射的，主要目的是对威尔德2号彗星的核进行取样探测，同时也顺便收集星际尘埃。2000年2至5月，“星辰”第一次收集到星际尘埃，这些尘埃是星际空间新进入太阳系的粒子，对研究宇宙的起源有重要意义。2002年8至12月，“星辰”第二次收集到星际尘埃。

“星辰”飞船拍到高清晰度彗星照片

“星辰”号是在2004年1月2日这天接近威尔德2号彗星的。在8分钟相会时间内，捕获了大量珍贵的彗星颗粒样本，并拍到了72张高清晰度的彗星照片。由“星辰”号发回的彗星照片让科学家们着实大吃一惊，因为彗星表面的样貌与人们原先想象的大不相同。表面有面积不小的平顶山地、大大小小的坑洼、小尖峰及底部平坦的峡谷等各种地形。

另外一个十分令人吃惊的地方是，彗星表面尘埃等颗粒喷发活动实际上异常频繁，在探测器与彗星短短几分钟的接触过程中，就捕捉到了20多次。科学家说：“这样精彩的照片我们做梦都没有梦到过。它们将帮助我们更好地理解彗星。”

来源：北京晚报