人造探測器首次登陸彗星

本刊編輯部

美國《科學》雜志12月18日公布了其評出的2014年十大科學突破，這是對全球科學研究每年一度的年終盤點，“人造探測器首次登陸彗星”被選為本年度最重要的科學突破！

年度最重要科學突破

2004年3月升空的歐洲“羅塞塔”探測器在飛行10年約64億公里后，今年8月成功追上“楚留莫夫-格拉西緬科”彗星（簡稱楚-格彗星），然后又于11月釋放著陸器“菲萊”登陸彗星表面。

雖然“菲萊”在彗星表面彈跳兩次，此后又因電力耗盡陷入休眠狀態(tài)，但這是人造探測器有史以來第一次在一顆彗星上進行軟著陸，而且它明年仍有希望醒來，并發(fā)回更多數(shù)據(jù)。

登陸彗星意義何在

楚-格彗星的直徑只有4千米左右，引力只有地球的萬分之一，飛行速度達13.5萬千米/小時，菲萊要在距離地球5億千米的太陽系一角跟上并登陸彗星表面，技術(shù)難度可想而知。而且整個羅塞塔彗星探測任務從1993年開始研制，直到2011年成功登陸，歷時21年，耗資巨大，數(shù)千名科學家為之付出巨大心血。那么，人類付出如此高昂的代價探測彗星，意義何在呢？

用《科學》雜志新聞編輯蒂姆·阿彭策勒的話說：“‘菲萊著陸是一個驚人壯舉，它吸引了全世界的關(guān)注，而整個‘羅塞塔使命就是突破，它使得科學家們得以近距離觀察彗星的變暖、呼吸和演化?！?/p>

探索太陽系起源

彗星探測對研究太陽系的物質(zhì)組成和起源至關(guān)重要。彗星是太陽星云凝聚形成太陽和行星之后的殘留物，彗星上沒有地震、火山等地質(zhì)活動，且遠離太陽照射，長期被保存在又冷又暗的“冷庫”中，幾乎完美地保存了太陽系最初形成時的信息。

地球上的水從哪來

彗星探測有望回答地球上的水是否來自彗星、為什么地球上的氨基酸都是左旋形式、彗星是否為地球開啟了生命之門等關(guān)鍵問題，從而揭開地球生命起源之謎。

根據(jù)現(xiàn)有認識和大量證據(jù)，生命的產(chǎn)生需要水和有機物。目前，天文界科學家傾向于認為地球上的水體是彗星撞擊地球帶來的：在地球早期歷史中，大量彗星撞擊地球表面，不僅帶來了豐富的水源，形成了原始海洋，而且與彗星攜帶的各種烷烴、氨基酸、脂肪酸、多環(huán)芳烴等有機化合物，一起在海洋中熬成一鍋“有機濃湯”。這鍋“濃湯”在適宜的地球溫度、大氣層等環(huán)境條件下誕生了最初級的生命。

當然，地球科學界的專家則傾向于認為地球上的水是原始地球巖漿分異產(chǎn)生的。那么，“羅塞塔”號探測器會告訴人們什么答案呢？

地球水并非來自彗星

根據(jù)“羅塞塔”號探測器2014年11月發(fā)回的勘測數(shù)據(jù)來看，楚-格彗星上的冰塊不同于地球冰水，這種彗星水由于包含較多的重氫，要比地球水“更重”。

因此，目前一些科學家認為：“地球水究竟來自彗星還是其他地方？我們認為很可能來自小行星。”無論結(jié)果如何，人類探測器登陸彗星帶來的最新研究成果讓地球生命起源的探索又向前推進了一步。

如何防止彗星撞地球

最后，從地球生物演化歷史看，彗星等小天體撞擊多次導致地球氣候環(huán)境災變和生物滅絕事件，如6500萬年前的恐龍大滅絕、100多年前的通古斯大爆炸等。1994年舒梅克-列維9號彗星連串撞擊木星，帶去巨量物質(zhì)和金屬元素，釋放的能量大約相當于20億顆原子彈的爆炸。而去年2月15日撞擊俄羅斯車里雅賓斯克并導致人員受傷和大量建筑物受損的小天體直徑還不到20米。

可以預料彗星撞擊地球的災難性事件未來還會再次發(fā)生。因此，有必要通過彗星探測，了解彗核的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)組成，精確掌握軌道運動規(guī)律。如果今后觀測到可能撞擊地球的彗星，我們就可以運用航天器引導改變彗星運行軌道，防止其撞擊地球，危害人類安全。