深度撞擊

2005年1月13日，台北時間2時47分，美國成功發射彗星探測飛船，“深度撞擊號”。2005年7月4日，釋放出一顆372公斤級的鋼彈，撞擊“坦普爾1號”彗星的核，價值3.3億美元。人類第一次與彗星親密接觸。太平洋時間2005年3日22時52分（台北時間4日13時52分），美國宇航局“深度撞擊”號探測器釋放的撞擊器“擊中”目標——坦普爾1號彗星，地面控制大廳里一片歡呼，“炮轟”彗星大片正式上演，整個程式花了3.7秒。

基本介紹

• 中文名：深度撞擊
• 發生時間：2005年1月13日，台北時間2時47分
• 國家：美國
• 花費時間：3.7秒

外觀

外觀：大小約等於一輛小轎車

重量：約380千克

裝置：高性能的中央處理器和高穩定性的指示控制系統。一個固定的太陽帆板及小的鎳氫電池、高增益天線、碎片防護裝置、高解析度成像儀和中解析度成像儀，34米波長的X波段無線電與地球和撞擊艙保持通信。

功能

1、傳輸數據。當撞擊艙撞上彗星的小段時間內，由於探測器記錄數據急速增加，其信號將向地面各個重疊天線傳輸。探測器上的初始數據將立刻被傳輸至地面，隨後的數據將在一個星期內傳輸完畢。2、觀測記錄撞擊過程。在7月4日彗星被撞擊的24小時前“深度撞擊”釋放撞擊艙。之後，探測器將降低速度，改變航線，在距離彗星500千米以內觀測撞擊並記錄過程。3、收集分析彗核樣本。在撞擊發生後，使用其光學成像和紅外線頻譜對彗星內部物質的碎片掃描，考察撞擊後10多秒內彗核的變化，對撞擊過程、撞擊坑的形成及坑內部成像，獲取彗核及撞擊坑內部的能量譜，並存儲、傳送圖像和能譜數據，還接收撞擊艙發回的數據，收集彗星內部物質樣本，分析彗核結構和組成。

撞擊艙

撞擊者目標遙感器

外觀：與茶几大小相等。主要由49%的銅和24%的鋁製成。

重量：約370千克。

裝置：一台稱為“撞擊者目標遙感器”的高精度星體跟蹤器。實際上它是一個帶孔徑為12厘米望遠鏡的目標瞄準照相機，用於在撞擊艙飛向彗星過程中導航。25米/秒推進速度的推進系統，以推進必要的軌道修正和姿態控制。

功能

1、提供照片。撞擊艙與探測器脫離、在撞向彗星彗核的前2秒，撞擊艙利用其相機，在距離彗星大約20至300公里之間拍攝有史以來最清楚的彗核照片。2、撞擊彗核，產生動能相當於4.5噸TNT炸藥爆炸時的能量。

實施

新華網洛杉磯7月3日電太平洋時間3日22時52分(台北時間4日13時52分)，美國宇航局“深度撞擊”號探測器釋放的撞擊器“擊中”目標——坦普爾1號彗星，地面控制大廳里一片歡呼，“炮轟”彗星大片正式上演，整個程式花了3.7秒。成功發射

這項史無前例的“炮轟”彗星計畫始於1999年11月1日，美宇航局於2005年1月12日13時47分08秒574毫秒成功發射“深度撞擊”號探測器。在4日撞擊彗星之前，“深度撞擊”號走過了4.31億公里的漫長太空之旅，終於迎來了與坦普爾1號“親密接觸”的激動人心時刻。

撞擊器擊中彗星的彗核後，會在其表面轟出“彈坑”，使其內部物質暴露出來供研究。據預測，撞擊會造成彗核表面的冰雪、塵埃等濺起，好比在太空中放出一個大“焰火”。

科學家們認為，彗核中含有太陽系初生時遺留的物質，希望藉助此次撞擊對太陽系誕生的過程有更多了解。美宇航局專家表示，這次撞擊不會改變彗星的軌道，也不會對地球構成危險。

綜述

這項史無前例的“炮轟”彗星計畫始於1999年11月1日，美宇航局於美國東部時間2005年1月12日13時47分08秒574毫秒在佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地17B發射台成功發射“深度撞擊”號探測器。在4日撞擊彗星之前，“深度撞擊”號走過了4.31億公里的漫長太空之旅，終於迎來了與坦普爾1號“親密接觸”的激動人心時刻。 　撞擊器擊中彗星的彗核後，會在其表面轟出“彈坑”，使其內部物質暴露出來供研究。據預測，撞擊會造成彗核表面的冰雪、塵埃等濺起，好比在太空中放出一個大“焰火”。 　科學家們認為，彗核中含有太陽系初生時遺留的物質，希望藉助此次撞擊對太陽系誕生的過程有更多了解。美宇航局專家表示，這次撞擊不會改變彗星的軌道，也不會對地球構成危險。

撞擊過程

尋找目標

撞擊器將以3.7萬公里/小時的速度撞擊彗星的彗核，其威力相當於4.5噸TNT烈性炸藥的爆炸威力，將在彗核表面撞出一個數十米深、足球場那么大的環形坑。這次碰撞將導致大量彗核物質向宇宙空間噴射而出，從而使彗星亮度明顯增加，屆時地球上的天文愛好者使用雙筒望遠鏡甚至肉眼就可以看到這枚彗星。 　在5月初到達距離地球1600萬公里的最近軌道後，坦普爾1號彗星將在6月份開始朝著遠離地球的方向運行，但是仍然在接近太陽。在6月的夜晚，我們能夠觀測到它在天空中室女星座東南部偏南處。這段時間它的亮度不會有太大改變，但是亮度為10等，只及肉眼能見的最黯淡恆星亮度的1/40. 　在接下來的幾周里，室女星座和坦普爾1號彗星將逐漸向西南天空移動，它們在夜幕降臨後出現，並在午夜後消失於地平線。

撞擊之夜

7月4日，“深度撞擊”號探測器將靠近彗星並轉向離彗星500公里的安全距離，這時它將向彗星發射一枚撞擊器。在接下來的24小時裡，如果天氣允許，地球上的大部分地區都將能夠看到這次撞擊引發的“太空焰火”。 　多數彗星專家認為，在撞擊後掀起的彗星塵埃雲將逐漸膨脹，坦普爾1號彗星亮度可能會增加到6等，這是肉眼能見的最低亮度。因此，屆時如果天氣狀況良好，有經驗的天文愛好者可能不需要任何光學儀器就能看到它。 　另外一種不確定性是亮度提高的持續時間。最好的結果是，坦普爾1號彗星可能會在撞擊後數小時內變亮15到40倍。那么只要確定了室女座角宿的位置，你就能在它左邊(東邊)的天空中找到一個小小的絨毛狀的亮點，這就是坦普爾1號彗星。 　“深度撞擊”探測器上還安裝了專業攝像機，將在整個撞擊過程中進行全程拍攝。撞擊任務完成後，美國宇航局的“哈勃”和“錢德拉”兩架軌道望遠鏡將繼續對該彗星進行觀測研究。 　儘管沒有誰可以前往太空中的現場，近觀“深度撞擊”擊中坦普爾1號彗星時在太空中所綻放出的燦爛“焰火”，但還是有成千上萬的人守候在電腦、電視等媒體工具前，痴痴等候撞擊的那一刻，期待與科學家們一起分享成功的喜悅。“深度撞擊”，深深地震撼了許多人的心，也將深深地印在許多人的腦海里。 　撞擊已經完成，但對於科學家們來說，艱辛的工作不過才剛剛開始。科學家首先要關注的，無疑將是坦普爾1號彗星究竟被撞出了多深的洞，由此從彗核中暴露出來多少可能的太陽系原始物質，又能據此分析研究，帶領人類穿越多么深遠的時空隧道，去探尋宇宙深處的秘密？

重大意義

其一，科學家的發現將幫助我們對太陽系誕生的過程有更多了解，並將對探索生命的起源、地球上水的來源也有重大意義。天文學家猜想，包括地球在內的行星，大約39億年前可能都曾受到彗星的密集轟擊，而不久後地球上就出現了生命，兩者之間可能有聯繫。如果能由此在回答“人類從哪裡來”的問題上有所幫助，此次撞擊的意義更將惠及全人類。 　其次，整個過程的太空飛行器無人控制技術堪稱完美，而這對人類未來遠足外空，離開蟄居許久的地球家園，前往外空開闢新的樂土，也將具有重大意義。 　再者，以如此一種好萊塢大片的方式進行的“深度撞擊”，無疑能激發出人類更多的想像，吸引更多的人投身科學探索。或許在許多人的眼中，科學研究總是枯燥無味的，而空間探索則更往往是“虛無縹緲”的。但“深度撞擊”吸引了無數的眼球，當他們在今後仰望蒼穹的時候，心中或許會萌發出更多從事科學探索的激情。而這，或許遠比傳統教科書式科普教育的效果要來得更好。 　可能有人會說，“深度撞擊”耗資3.3億美元，如此巨資是否值得？然而，比較一下吧，一架B-2轟炸機的單價高達21億美元，當它在地球上留下深坑的同時，留在人類心靈里的傷害，又是多么深重呢？ 　“香消玉殞”在宇宙深處，“深度撞擊”留給人類的，絕非僅僅只是一場華美的“焰火”表演。

公眾七問

1、坦普爾一號

龐之浩介紹，“坦普爾一號”彗星是在1867年被發現的，繞太陽運行一圈需5.5年。之所以選擇“坦普爾一號”是有理由的：首先人類對它已有100多年的了解，比較熟悉它的軌道特徵、自轉特徵等情況，而且目前它正處於中年時期，比較具有代表性；其次，它距離地球比較近，飛船到達它的彗核所需時間僅為半年。它不是新進入太陽系的活動型彗星，不會連續地向外噴發氣體，比較容易看清楚彗核的外部特徵，有利於研究彗核的內部結構；還有就是，它可以飛到離地球比較近的地方，撞擊後適宜地球上的公眾進行觀測。

2、是否會威脅到地球安全

龐之浩說，這次撞擊是在距離地球15000萬千米時進行的，雖然到時將產生相當於4.5噸TNT炸藥爆炸時的能量，但相對於這樣一個遙遠的距離，這樣的能量是絕對不會威脅到地球的。聯繫“坦普爾一號”彗星的大小情況，我們可以得出這樣一個比喻，“深度撞擊”撞擊“坦普爾一號”彗星就像蚊子衝進一架波音747飛機。撞擊器撞擊彗核的相對速度是10.2千米/秒，這將使得彗星的速度變化0.0001毫米/秒，使得彗星的近日點減少10米，軌道周期減少數遠小於1秒。與此相比，當彗星在2024年通過木星附近時，其近日點將變化為3400萬千米。換句話說，“坦普爾一號”彗星因“深度撞擊”引起的變化與彗星通過木星相比完全可以忽略。

3、確保準確擊中彗核

撞擊器攜帶能提供25米/秒推進速度的肼推進系統，以推進必要的軌道修正和姿態控制。導航系統使用肼推進器將飛行路徑變化控制在1毫米/秒的精確度內。另外，曾在“深空一號”探測器上試驗過的自動導航軟體也“幫助”撞擊器準確執行過任務。“深度撞擊”探測器的有關專家認為，錯過目標的幾率小於1%。

4、撞擊器主要材料為銅

彗星看上去像是一個濃煙滾滾的火球，但實際上它是由凍結的水、岩石和氣體物質凝聚成的，其成分不含有銅元素。因此，銅為主要材料的撞擊器撞擊彗星彗核後不會混淆彗星物質組成，科學家能夠更容易地區別檢測出彗星成分。

5、撞擊成功後的結果

大概會出現6種可能： 　（1）按預定推算，在彗核上形成一個足球場那么大的撞擊坑，75%的拋射物質降落到彗星表面。這種情況說明彗核是由疏鬆的、原始的、未受影響的物質組成。 　（2）如果彗核是由固態的冰物質構成，撞擊後會形成一個普通房間大小的彈坑，50%的拋射物質降落到彗星表面。這種情況說明彗核不是原始的、未受影響的物質組成，彗星在撞擊下能很好地保持在一起。 　（3）撞擊坑直徑比預期的更小，坑很深，但產生一個很小的拋射錐角，說明彗星物質太疏鬆。 　（4）若彗核由一些與泡沙岩類似的堅硬多空的岩石組成，則碰撞只能把彗核物質進一步擠壓緊密。 　（5）假如彗核是由高密度的粉末狀物質組成，撞擊器可能會“穿星而過”。 　（6）彗星在撞擊後被沖碎瓦解。

6、如果撞擊不成功會怎樣

美國宇航局做了兩手準備，如果“深度撞擊”沒有按預期的計畫擊中“坦普爾一號”彗星的話，那么它會繼續飛行，去探測另外6個替代彗星。

7、撞擊彗星的意義

彗星彗核的內部保存了彗星形成和演變過程的重要信息，對於研究彗星乃至整個太陽系的起源和演變都是非常重要的。這次人類親密“接觸”彗星，不僅能首次獲取大量彗核碎片樣本，為人類探索太陽系起源提供新的線索，而且還能為地球避免與小天體相撞提供有用的數據。

幕後故事

時間

“選擇美國‘獨立日’是噱頭” 　“深度撞擊”計畫從醞釀到今天，經過了近30年時間。為了保證計畫成功，科學家對於計畫的每一個組成部分都進行了精心挑選。比如撞擊器的重量就幾經增減，多一分則可能使預算超支，少一分則可能降低撞擊威力；撞擊對象“坦普爾1號”直徑6公里，個頭大，“靶子”也大，而且算是彗星中“循規蹈矩”的一員，很容易被預測到將要出現的位置。最重要的是，它自轉速度慢，可以保證千辛萬苦撞出來的撞擊坑不會在短時間內轉到人類觀測不到的彗星另一面去。 　約曼斯博士向記者透露，其實，在7月4日美國“獨立日”這一天進行撞擊，也是經過“深度撞擊”計畫小組精心選擇的。說白了，這是美國宇航局搞的一個“噱頭”。 　“根據我們的計算，‘坦普爾1號’將在7月5日這一天來到它的近日點，也就是它自身軌道上離太陽最近的位置。按照‘深度撞擊’計畫的要求，我們必須選擇彗星離太陽和地球都比較近的時候進行撞擊。因此，只要是在7月5日前後一到兩周時間裡，任何一個日子都可以是理想的撞擊時間。大家一琢磨，不如選7月4日‘獨立日’，聽起來不是更酷嗎？”

動機

“哈雷彗星激起科學家好奇心” 　根據預測，撞擊器一旦擊中彗核，將產生一個不下30米深、足球場大小的撞擊坑。然而，如果彗核比預計的要堅硬，撞擊器打出的坑洞不大，噴射出來的彗核物質較少，人們盼望的“太空焰火”的絢麗景象也將難以出現。 　不過約曼斯博士表示，對於撞擊坑大小的猜測，是建立在科學家目前對於彗核物質構成判斷上的。不同的撞擊坑形成過程，將為天文學家提供顛覆性的嶄新認識。所以，“深度撞擊”科研小組成員已經做好心理準備，迎接各種意料之外的撞擊結果。 　“‘深度撞擊’計畫的目的，不是為了證明我們固有的觀念，而是為了挑戰神秘的未知。要知道在此之前很長一段時間，天文學家都相信，彗星就是一顆顆裹著灰塵的骯髒大冰球。1978年，科學家艾倫·德拉米爾和美國國家光學天文台的邁克·貝爾頓無意中發現，著名的哈雷彗星是個不折不扣的‘煤球小子’，彗核外殼比煤還要黑。這激起了科學家研究彗星物質構成的好奇心，‘深度撞擊’計畫由此誕生。” 　“根據我們目前的推測，‘坦普爾1號’應該是一顆結構疏鬆、重力小、易碎的彗星。因此我們判斷，應該可以撞出一個100米直徑的坑洞來。不過，如果這顆彗星是一個堅硬的大冰球，那么坑洞形成的時間會遠遠短於目前猜測的200秒，撞擊坑的尺寸會比較小、但是更深，也會有更多的噴射物脫離彗星。不排除還有第三種可能性，那就是‘坦普爾1號’的內部物質像聚苯乙烯泡沫塑膠一樣鬆軟，那么幾乎不會造成什麼坑洞，也幾乎沒有什麼噴射物。” 　“所以說，不同的撞擊結果，可以為我們提供不同的認識。‘深度撞擊’計畫的目標，就是為了研究彗星的內部構成。‘坦普爾1號’到底是一個堅硬的大冰球、層層包裹的‘大洋蔥’、外殼堅硬的‘空心湯糰’、還是一塊不堪一擊的‘雞蛋布丁’？通過攝像器材，我們可以了解到它的外部形態；通過撞擊，我們可以研究它的內部構成。不管獲得什麼，我們都會為嶄新的發現歡呼雀躍。‘深度撞擊’計畫最迷人的地方在於，我們真的不知道將要面臨怎樣的結果。”

撞擊

“像一隻蚊子衝進客機” 　此次“深度撞擊”行動和美國曾經拍攝的一部電影《深度撞擊》同名，如果看過當年的影片，也許人們會擔心，一個探測器去撞擊彗星，會不會對地球造成不利影響？撞擊的碎片萬一飛到地球上，可怎么辦？ 　事實上，科學家已經對此進行了嚴密的考察和計算。“坦普爾1號”是一顆運行軌跡不可能威脅到地球的彗星，經過估算，撞擊會使彗星的速度每秒鐘增加萬分之一毫米，但這也只是使它原來5年半的軌道運行周期減少1秒而已。而且，撞擊發生時，“坦普爾1號”彗星遠在地球1.32億公里以外，它的碎片也不可能撞上地球。 　對於撞擊產生的影響，約曼斯博士形象地比喻說：“從科學角度來看，這一撞擊就好比讓一隻蚊子衝進一架波音767客機，完全不會影響到彗星本身的運行軌道。” 　未來 　“小天體的威脅真實存在” 　約曼斯博士在接受採訪時也坦言，小天體對於地球和人類構成的威脅不容忽視。不過他一再強調，“深度撞擊”計畫與“小天體威脅論”毫無關係，科學家研究彗星的物質構成，絕對不是為了將來能夠將它們炸飛做準備。 　“電影《深度撞擊》中的場景，對於我們大多數人來說，仍然是科幻影片中的‘胡思亂想’。不過，小天體的威脅真實存在。從幾百萬年的漫長時間來看，人類死於彗星或小行星撞地球的幾率，與在飛機墜毀事故中喪生的幾率是一樣的！” 　“根據估計，從1998年到2008年之間，大約會有2000個直徑在1公里以上的小行星和彗星靠近地球，一旦與地球相撞，足以造成全球性的影響。但此次‘深度撞擊’計畫的目的，僅僅是在於了解彗核的內部物質構成，以此幫助人類了解太陽系形成初期的物質形態，而不是為了對可以導致彗星偏離軌道或者直接將其摧毀的方法進行實驗。”

美國東部時間2010年11月4日10時(台北時間4日22時)左右，“深度撞擊”探測器飛至距離“哈特利2”號彗星694千米處對其進行拍攝。

7月4日，美國宇航局的“深度撞擊”彗星探測器將與坦普爾1號彗星在太空深處上演一場親密接觸的精彩大戲。現根據美國宇航局官方公布的“劇本”，摘要如下：
1、導演：眾多大腕聯手執導，雲集業界頂尖機構及科研院校、企業等，包括美國宇航局及其噴氣推進實驗室、馬里蘭大學等高校以及“鮑爾”航天科技公司等企業。
2、劇本創意：30年多前，英國科幻作家阿瑟·克拉克在一本名為《2001》的作品中構想出“撞擊彗星”的創意，引起了諸多航天大腕的興趣。經過不斷改進、完善後的計畫，最終於1999年7月被美國宇航局等方面採納。
3、時間：格林尼治時間7月4日凌晨5時52分（台北時間4日13時52分）。
4、地點：距地球1．3億公里的太空深處，室女座中最明亮的星體角宿一附近。
5、主角一：“深度撞擊”彗星探測器，於今年1月12日發射升空，迄今已在太空中飛行了近4．3億公里。它由兩部分組成，一是飛行器，負責提供動力並攜帶有諸多科學儀器；二是用來轟擊彗核表面的撞擊器，體積相當於一台普通家用冰櫃，重370公斤。
6、主角二：坦普爾1號彗星，它由德國天文學家坦普爾於1867年發現並以他的名字而命名，這顆彗星在火星和木星之間、圍繞太陽的橢圓軌道運行，彗核自轉周期約42小時。
7、劇情梗概：台北時間7月3日14時07分，“深度撞擊”彗星撞擊器從其搭載的母船探測器中被釋放出來，並開始調整飛行姿態和速度，等待與坦普爾1號的約會。約24小時後，坦普爾1號彗星如約而至，兩者將以約每秒10公里的相對速度“激情”相撞。
8、攝像：此次拍攝規模龐大，各路高手精英盡出。太空中，美國的“哈勃”、“斯皮策”、“錢德拉”和歐洲的“牛頓”天文望遠鏡等會從各個波段觀察；地面上，美國基特山天文台、歐洲南方天文台、我國南京紫金山天文台等也會持續監測。在能見度好的情況下，西半球某些地區如智利的人們或許也可藉助高倍望遠鏡參與“實錄”。
9、投資及製作：“深度撞擊”共耗資3．3億美元，“深度撞擊”計畫自今年1月12日發射探測器開始，7月4日上演撞擊一幕，約一個月後傳回首批相關數據，再經歷約幾個月的數據分析時間，整個項目要一直到2006年3月才將宣告結束。

人民網2月17日電 大約6年前，美國發射的“深度撞擊”宇航器同“坦波爾-1”彗星發生“太空衝撞”。2月14日，美國發射的“星塵”探測器從這顆遭到撞擊的彗星身邊飛過，並且拍到了彗星表面被撞擊後留下的“明顯傷痕”（一座小環形山）。
據悉，當年承擔撞擊任務的宇航器重約360公斤，在“坦波爾-1”彗星上“撞”出了一塊足球場大小的傷疤。由於撞擊產生的塵土太大，美國當時根本無法拍攝到任何現場畫面。幸運的是，“坦波爾-1”彗星在環繞太陽運行一周后，與攜帶攝像機的“星塵號”擦身而過。
美國宇航局介紹，承擔拍攝任務的“星塵”探測器於1999年發射升空，並成功完成了“採集彗星樣本”並將其送回地球的既定任務。在接近“坦波爾-1”彗星時，曾遭到一些“太空物質”撞擊，但探測器上的保護層確保拍攝裝置安然無恙，並得到了幾十張珍貴照片。