“羅塞塔”和“菲萊”絕對是全世界航天的焦點(diǎn)。自2004年發(fā)射以來，經(jīng)過長達(dá)10年的飛行，“羅塞塔”順利抵達(dá)了67P/楚留莫夫-格拉西門克彗星并環(huán)繞其飛行。
11月12日，羅塞塔探測器釋放菲萊著陸器，開始了整個(gè)任務(wù)最激動(dòng)人心的一幕。不過遺憾的是，“菲萊”的著陸并不順利，在它與“羅塞塔”分離前，冷氣推進(jìn)器就失效了。著陸時(shí)，“菲萊”彈起了113分鐘才落地，但因陽光嚴(yán)重不足無法充電，“菲萊”的主電池僅可以支持工作60小時(shí)。此后，歐空局宣布“菲萊”的使命宣告終結(jié)。
十年“追星”路漫漫
根據(jù)羅塞塔探測器的抵近觀測，楚-格彗星的彗核可以看作2個(gè)核拼接而成。整個(gè)彗星有幾公里大小，引力很弱，這是彗星和小行星等低重力星體著陸的主要難度之一，也是與月球和火星著陸的本質(zhì)區(qū)別。
彗星著陸是整個(gè)“羅塞塔”任務(wù)中最具挑戰(zhàn)性的一步。與月球甚至火星的著陸相比，“菲萊”的著陸難度有過之而無不及。
楚-格彗星運(yùn)行在近地點(diǎn)1.24天文單位、遠(yuǎn)地點(diǎn)5.68天文單位、軌道傾角7度的大橢圓軌道上，軌道周期約6.44年，羅塞塔探測器要和它交會(huì)已經(jīng)十分困難。
盡管自身重量只有3噸多，而且使用了強(qiáng)大的阿里安5型火箭發(fā)射，但是“羅塞塔”也沒法直接飛向彗星。進(jìn)入太空后，“羅塞塔”2次利用地球引力加速，1次利用火星引力加速，前后一共花費(fèi)了將近10年時(shí)間才追上它的目標(biāo)彗星。
為了能夠在合適的位置釋放菲萊著陸器，“羅塞塔”不得不進(jìn)入長達(dá)31個(gè)月的休眠期。羅塞塔探測器復(fù)雜精密的軌道控制，漫長的深空飛行時(shí)間，以及長時(shí)間的休眠，在難度上是月球和火星探測所不能相比擬的。
彗星著陸有多難
微乎其微的引力是彗星著陸的最大難度?？催^嫦娥三號(hào)的軟著陸，想必大家對其下降過程中消耗燃料的過程印象深刻，那么，引力小怎么反而也是問題呢？
其實(shí)引力大有大的難度，小也有小的不便。對“菲萊”來說，由于引力太小，如果著陸速度較大，它可能彈回太空一去不返，也可能陷入并不堅(jiān)實(shí)的彗星表面，這都是要避免的情況。
北京時(shí)間11月12日下午，“菲萊”釋放前檢測時(shí)發(fā)現(xiàn)，著陸器頂部的冷氣推進(jìn)器出現(xiàn)故障，而這個(gè)故障也似乎預(yù)示著“菲萊”的著陸將不會(huì)順利。由于各方面因素限制，“菲萊”沒有類似嫦娥三號(hào)那樣的軌道控制和姿態(tài)控制能力，也沒有導(dǎo)航制導(dǎo)和自動(dòng)避障能力，實(shí)際上是無控著陸。
菲萊著陸器的著陸固定裝置包括頂部推進(jìn)器、固定的魚叉和螺栓冰鉆等三個(gè)相互備份的設(shè)備。雖然推進(jìn)器出現(xiàn)故障，“菲萊”還是在原計(jì)劃時(shí)間，以不到1米/秒的速度踏上了22.5公里的著陸軌跡。7個(gè)小時(shí)后，“菲萊”成功著陸彗星，但由于此時(shí)“菲萊”距離地球5億多公里，經(jīng)過約半個(gè)小時(shí)的焦急等候，地面的科研人員才獲得了觸地的消息。
這一刻，“菲萊”成為人類歷史上第一個(gè)彗星著陸器，創(chuàng)造了人類深空探測的歷史，現(xiàn)場的歐空局工作人員都擁抱歡呼起來。
雖敗猶榮的“菲萊”
然而，好景不長。歐空局地面控制中心歡慶的氣氛僅僅維持了一會(huì)，“菲萊”傳來的信號(hào)表明用于固定的魚叉自動(dòng)投放失敗，“菲萊”是依靠冰鉆才固定在彗星表面的。
因?yàn)榱_塞塔探測器被彗星擋住，要等它再轉(zhuǎn)過來才能進(jìn)行通信中繼。更悲劇的是，即使“羅塞塔”提供了中繼，人們?nèi)圆恢谰唧w發(fā)生了什么。
后來，綜合無線電信號(hào)和“菲萊”上的儀器記錄，科研人員認(rèn)為“菲萊”至少從彗星上彈起來2次，其中第一次在空中飛了113分鐘，然后才在彗星上停穩(wěn)。
正是由于這兩次彈跳，尤其是第一次長時(shí)間的彈跳，“菲萊”從預(yù)定著陸的J點(diǎn)落到了遠(yuǎn)處，差點(diǎn)落入懸崖之下。根據(jù)著陸器相機(jī)拍回的照片，人們發(fā)現(xiàn)光照來自“菲萊”的左下方，普遍分析認(rèn)為“菲萊”基本是斜躺在地面上。
歐空局原計(jì)劃是讓“菲萊”在著陸后的60小時(shí)完成基本探測任務(wù)，此后利用太陽能電池充電進(jìn)行擴(kuò)展任務(wù)，但現(xiàn)在由于“菲萊”姿態(tài)不佳導(dǎo)致太陽能電池發(fā)電不夠。
11月15日，“菲萊”失去聯(lián)系，接下來除非太陽能發(fā)電的環(huán)境能得到改善，否則“菲萊”只能永遠(yuǎn)沉睡下去了。即使楚-格彗星運(yùn)行到內(nèi)太陽系光照更強(qiáng)的位置，彗星噴出的氣體和塵?？峙乱矔?huì)遮擋陽光或是干脆讓“菲萊”徹底“死于非命”。
盡管如此，“菲萊”對人類后續(xù)的彗星探測仍將是極為寶貴的。
延伸閱讀
2004年3月，羅塞塔探測器由1枚阿里安5型火箭搭載，從法屬圭亞那庫魯航天中心發(fā)射升空。
2005年3月，“羅塞塔”首次借助地球引力改變速度和軌道，并于2007年分別向火星和地球“借力”調(diào)整飛行。
2008年9月，“羅塞塔”近距離飛掠小行星“斯坦斯”，對其進(jìn)行全方位觀測，并將數(shù)據(jù)傳回地球。
2009年11月，“羅塞塔”第三次從地球旁邊飛過，借力調(diào)速變軌。
2010年7月，“羅塞塔”近距離飛掠小行星“魯特西亞”，并傳回首批高清照片。
2011年6月，為節(jié)省能源，羅塞塔探測器進(jìn)入“深度睡眠”。
2014年1月，休眠31個(gè)月的“羅塞塔”被成功喚醒。
2014年3月，同樣自2011年6月進(jìn)入休眠狀態(tài)的著陸器菲萊也被喚醒。此時(shí)，“羅塞塔”與“菲萊”距離目標(biāo)彗星還有不到400萬公里。
2014年7月，“羅塞塔”距目標(biāo)彗星1.4萬公里時(shí)拍攝的照片顯示，楚-格彗星由2部分連接而成，形似一只橡皮鴨。
2014年8月，已飛行超過64億公里的“羅塞塔”成功進(jìn)入目標(biāo)彗星的運(yùn)行軌道。
2014年9月，科研人員在上述“橡皮鴨”彗星的頭部為“菲萊”選定著陸點(diǎn)。
2014年11月12日，“羅塞塔”與“菲萊”分離，“菲萊”借助目標(biāo)彗星的引力飛向著陸點(diǎn)，它將對彗星拍照并對其土壤、磁場展開測量分析，并將數(shù)據(jù)傳回地球。
作者：張雪松
來源：飛天科普周刊
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