MyScience Magazine, 2001.10.01 Vol 1 No 4

三思科学杂志
《三思科学》电子杂志 第四期,2001年10月1日
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新闻 
朱丽叶:那么窗啊,让白昼进来,让生命出去。  
罗密欧:再会,再会!给我一个吻,我就下去。
         ——莎士比亚,《罗密欧与朱丽叶》

    与爱神约会
——Near-苏梅克探测器与433号小行星爱神星

     作者 柯南
  Eros,the Near Earth Asteroid
  小行星可以认为是“小的行星”,尽管它们的体积不大(直 径在几千米到几百千米),然而有一条过硬的条件:它们是环绕 太阳运动的。这足以表明它们“行星”的身份。小行星通常是指 在火星和木星之间小行星带运行的小天体。这一范围距离太阳大 约4.2天文单位。自从发现一号小行星谷神星之后,人类发现的 小行星多的就像天上的星星——这一比喻或许有点循环定义,然 而事实是,小行星带有不止上万颗(发现和未发现的)小行星。 你可以想象一下有众多的大小石头出没在黄道附近。当然,这些 石头里也有行为古怪的,比如近地小行星。   近地小行星是不太守规矩的行星,它们的轨道超出了小行星 带,经常与地球运行的轨道相交——相交并非意味着一定会发生 宇宙交通事故,这有点像太平洋里两条鱼相撞的情况。然而,有 一些小行星确实离我们太近了,比如433号小行星。433小行星是 德国天文学家威特于1898年发现的,它被命名为“爱神星” (Eros)。爱神星是以希腊神话中的爱神伊洛斯(阿佛洛狄忒之子, 相当于罗马神话中的丘比特)命名的。1930年,它曾经在靠近地 球2500万千米的地方飞过,这大约是不到60个地—月距离。还有 更惊人的,1991年,小行星1991BA竟然飞到了距离地球只有17万 千米的地方,这甚至还不到地—月距离的一半。小行星碰撞地球 的几率——尽管非常非常小——是存在的;地球表面也存着着小 天体碰撞留下来的“伤痕”。近地小行星这样的不祥之物目前已 经观察到了数百颗,并且还在增加,其中还有一颗是著名天文学 家苏梅克发现的(他也发现了我们熟悉的苏梅克—列维9号彗 星)。科学家非常关心这些离我们太近的小天体,对它们进行严 密的监视。   约会计划   近几年,美国宇航局(NASA)提出了一项“更快、更好、更便 宜”的太空探测计划(或许着眼点是最后一个词,此前NASA损失 了好几艘探测器,还饱受经费问题的困扰),Near—苏梅克探测 器就是在这种情况下诞生的。这艘探测器最先叫做Near探测器, 即“近地小行星交会”探测器(Near Earth Asteroid Rendezvous,Near), 2000年3月,为了纪念天文学家苏梅克(他于1997年的一场交通 事故中不幸遇难),NASA把这艘探测器改名为“Near——苏梅克 号”。NASA选择爱神星作为探测目标基于以下的原因:爱神星是 近地小行星(这样不用更大的火箭就能把探测器送到目的地), 而且个头也相当大。Near 于1996年2月17日在卡纳维拉尔角由一 枚德尔塔—2型火箭发射升空,它是一颗小型的探测器(“更便 宜”嘛!),然而也搭载了不少的科学仪器,例如磁强计、X射 线/伽马射线分光计、多谱线摄像机、近红外分光计、激光测距 仪(可以用来测定小行星的形状)等等。1997年,也就是在升空 1年之后,Near与253号小行星(一颗主带小行星)擦肩而过,拍 下了253号小行星的身影。随后,Near与爱神星交会,成为了爱 神星的人造卫星。
    Near-shoemaker
         Near—苏梅克探测器外观(发射后)   亲吻爱神   Near进入环绕爱神星的轨道后,对爱神星进行了一系列的分 析。通过激光测距仪的数据,科学家掌握的爱神星的三维形状, 甚至为它绘制了一幅地图。人类第一次如此接近一颗小行星。很 难形容爱神星的形状,或许可以称之为一个长条的土豆,它的尺 寸大约是34×13×13千米。它的表面上有一些陨石坑。按照先前 的估计,爱神星表面应该是光滑的——因为它的引力相当小,当 陨石的撞击发生后,撞击的碎片很容易飞离爱神星的表面。
Map of Eros
爱神星的地图,注意到右下角的Pao-yu和Tai-yu。爱神星的地名全都取自爱情题材 的小说,如《红楼梦》、莎士比亚的戏剧、甚至还有《源氏物语》   这一切都要等Near使命的最后阶段才能知道。科学家要让 Near在爱神星表面着陆——然而Near不是为了着陆而设计的,它 没有任何类似于“火星探路者”的着陆装置。不过幸运的是,爱 神星的引力相当小,大约只有地球引力的0.06%。这样一来Near 只要以几千米每小时的速度下降,就有可能稳稳的在爱神星表面 实施软着陆——当然也可能像一个乒乓球那样被弹回太空。   2001年2月12日,科学家操纵Near缓缓下降,最终在爱神星 表面成功着陆。在距离爱神星表面120米的地方,Near拍下了它 的最后一张爱神星的照片。所谓成功着陆,是指Near并没有撞得 粉身碎骨或者被弹了回来——它降落在了爱神星的表面,降落后, 它的一些仪器甚至还能工作。美中不足的是它的高性能天线无法 指向地球了,科学家只能通过另外的天线接受慢得可怜的数据。
    Last image of Near-shoemaker
  Near—苏梅克探测器拍摄的最后一张爱神星的照片, 距离120米。图像的下半部分是传输信号中断造成的   在9月27日出版的《自然》杂志上,科学家们公布了Near着 陆爱神星得到数据的分析结果。出乎人们意料的是,爱神星表面 不是光滑的,那里存在着“土壤”和岩石碎片。科学家们认为, 在阳光的作用下,土壤中的微粒被电离,然后重新沉降下来,造 成了现在的样子。   爱神还是凶神?   爱神星是近地小行星。科学家估计,在未来的1000万年内, 爱神星撞击地球的几率大约是5%,当然,这一数字不一定精确, 因为小天体受到相当多引力摄动因素的影响,要精确预测它的长 期运动情况几乎是不可能的。那么Near对于我们避免这一灾难的 发生有什么帮助呢?毫无疑问,如果我们要人工改变一颗小行星 的轨道,就一定要知道它的几何形状——比如它的重心在那里。 而且还要知道其他的一些特性,比如密度和小行星的强度(回想 一下布鲁斯·威利主演的科幻电影中,撞击地球的彗星被炸成了 两半)。Near充当了侦查员的角色。   现在Near静静的躺在爱神星的表面,作为第一个来到小行星 表面的人造天体,或许它更像一座纪念碑。end 本文相关链接   NASA JPL的Near—苏梅克探测器网站   Nature Science Update:Rock garden on Eros

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