18新利最新登入深度影响如何起作用

作者:卡罗琳·斯奈尔
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坦普尔1号彗星

彗星都是天文学史上的旅行球。它们的起源可以追溯到大约46亿年前太阳系的形成。当太阳形成时,它导致气体和尘埃被驱散到太空中。其中一些物质后来形成了行星,而大量的气体和尘埃进入了围绕太阳运行但远离太阳的轨道。

彗星被认为是这些物质的巩固球,包含冰、尘埃、有机物质,可能还有岩石,大约形成于40亿年前。当它们穿越太阳系时,会带走更多的碎片。通过这种方式,彗星是了解太阳系历史的窗口。但对于直径高达60英里(100公里)的小行星,你不能为了研究它就伸手在大网里抓一个。

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尽管如此,科学家们仍在寻找获取信息的方法:2005年1月12日,美国宇航局的“深度撞击发现任务”发射18luck手机登录,目的是探测一颗彗星的表面以下。2005年7月4日,深度撞击号遇到坦普尔1号彗星

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坦普尔彗星1号和深度撞击飞船

在这篇文章中,我们将了解彗星是如何形成的,它们可能携带什么18新利最新登入秘密,以及深度撞击任务是如何揭示它们的。

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最基本的

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坦普尔1号彗星

坦普尔1号彗星在2005年7月遇到深度撞击飞船时,正处于最坚固的阶段,由直径约3.7英里(6公里)的彗核组成。(有关彗星18luck手机登录的信息,包括它们的结构和组成,请查看18新利最新登入彗星的工作原理)。“深度撞击”任务的主要目标是研究同一颗彗星的内部和外部。

深度撞击飞船由两部分组成:a飞越和一个撞击器.当宇宙飞船接近彗星时,两部分分离了。撞击器将自己置于彗星的路径上,导致两个天体相撞。

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艺术家概念:撞击器(左)从飞掠器中分离出来,朝坦普尔1号飞去

这种影响产生了火山口在彗星中,它深入到地表以下,暴露出下面受保护的物质——“原始的材料“这是在太阳系诞生期间形成的。通过研究撞击陨石坑时产生的物质和陨石坑暴露出的彗星的特征,科学家们现在对太阳系的婴儿期有了前所未有的了解。要了解撞击坑的更多信息,请参见深度撞击:陨石坑

这个动画展示了深度撞击到坦普尔118新利最新登入号彗星的旅程,包括撞击器与航天器的分离以及撞击器瞄准彗星路径的方式。点击此处查看。"width=
这个动画展示了深度撞击到坦普尔118新利最新登入号彗星的旅程,包括撞击器与航天器的分离以及撞击器瞄准彗星路径的方式。 按此处查看

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任务背后的科学

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2005年1月13日,深度撞击飞船成功发射约15小时后拍摄的图像

当科学家在开发“深度撞击”任务时,他们提出了以下目标:

  • 观察陨石坑是如何18新利最新登入形成的
  • 测量陨石坑的深度和直径
  • 测量陨石坑内部的组成和它形成时喷出的物质
  • 确定撞击产生的自然排气变化

他们希望从这些目标收集到的信息将帮助他18luck手机登录们回答关于彗星的三个主要问题:

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  • 彗星的原始物质在哪里?
  • 彗星会失去冰还是把冰封起来?
  • 我们对陨石坑的形成有什么了解?

科学家认为彗核由两层组成:外层叫做彗核地幔而内层被认为是原始的.当彗星穿过太阳系时,它的地幔会发生变化。当它接近太阳时,一些外部冰会升华并消散。它还可能遇到并捡到其他碎片。然而,被保护的、原始的彗星内部被认为没有受到彗星旅行的影响,可能和彗星形成时一样。18新利最新登入科学家们相信,对这两层之间差异的研究将告诉他们很多关于太阳系性质的信息,包括它的形成和多年来的演变。

这是一个计算机生成的模型,显示了深度撞击号的成像系统在遇到坦普尔1号彗星时应该看到的景象。点击此处查看。"width=
这是一个计算机生成的模型,显示了深度撞击号的成像系统在遇到坦普尔1号彗星时应该看到的景象。 按此处查看

科学家们对彗星的另一个主要问题是,它们是否会因为太阳的热量而休眠或灭绝。一个休眠彗星是由地幔封闭了原始的内层,没有气体从内层传递到外层或从彗星外面。一个已经灭绝的彗星的原子核里根本就没有气体,因此它永远不会改变。“深度撞击”任务的结果将使科学家更好地了解地幔的性质,并使他们能够确定坦普尔1号是活跃的、休眠的还是灭绝的。

撞击器碰撞的结果将提供许多关于彗星性质的信息。18luck手机登录陨石坑的形成、形成的速度和最终尺寸告诉了科学家地幔和原始地18新利最新登入层的多孔性。对从陨石坑喷出的物质的18新利最新登入研究将显示其孔隙率和密度,以及彗星的质量。18luck手机登录来自整个成坑的过程可能会给构成彗星的物质提供一些线索,这将有助于科学家了解彗星是如何形成的,以及它是如何随着时间的推移而演变的。18新利最新登入

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2005年1月12日,美国东部时间下午1点47分,“深度撞击”飞船在佛罗里达州卡纳维拉尔角成功发射。 点击这里查看发射

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任务背后的力量和思想

点击这里查看深度撞击运载火箭分离和初始化顺序。"width=
按此处查看 深度撞击运载火箭分离和初始化序列。

深度撞击飞船由两部分组成,飞掠飞船和撞击器,大约是一辆运动型多功能车的大小。飞掠携带一个高分辨率仪器(HRI)和一个中分辨率仪器磁共振成像,红外光谱和光学导航。它使用固定的太阳能电池阵列和NiH2电池为自己提供能量。撞击器在撞击坦普尔1号的24小时前一直附着在飞掠上。

一旦释放,撞击器使用高精度的星跟踪器(通过观察恒星导航)引导自己进入彗星的路径冲击目标传感器(ITS)和自动导航算法专门为这项任务开发。撞击器还包含一个小型肼推进系统,用于更精确的弹道和姿态控制。HRI、MRI和ITS协同工作,引导飞掠飞船到达彗星,并在撞击前、期间和之后记录科学数据。

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飞掠飞船(左)和撞击器(右)"width=
飞掠飞船(左)和撞击器(右)
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发射台上的深度撞击

完整的飞行系统作为有效载荷在波音德尔塔II火箭上发射18新利最新登入火箭发动机的工作原理)。它在2005年7月初遇到坦普尔1号。在撞击前24小时,撞击器与飞掠航天器分离。在这一点上,飞掠者减速并定位自己,以观察它经过彗星时的撞击。

一旦撞击器离开飞掠航天器,它将自己定位在有阳光的一侧撞击彗星,从而获得更好的图像质量。

飞掠器的成像设备在撞击后观察了原子核10多分钟,对撞击、陨石坑的发展和陨石坑内部进行了成像。飞掠还获得了原子核和陨石坑位置的光谱。它把所有的图像和光谱分析都发回了深空网络在地上。

这个动画展示了深度撞击的轨道路径18新利最新登入和侧视图,显示飞掠航天器如何释放撞击器进入彗星的路径。点击此处查看。"width=
这个动画展示了深度撞击的轨道路径18新利最新登入和侧视图,显示飞掠航天器如何释放撞击器进入彗星的路径。 按此处查看

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18新利最新登入深度撞击是如何产生的

深度撞击开始于艾伦·德拉米尔和迈克·贝尔顿合作研究哈雷彗星的时候。“我们得到了哈雷彗星的数据并进行了调查,发现这颗彗星比我们想象的要黑得多,比煤还要黑。所以我们问自己:这是怎么发生的?”18新利最新登入Delamere说。“我们越来越好奇这层黑色是如何堆积起来的。”18新利最新登入1996年,贝尔顿和德拉梅尔向NASA提交了一份提案,现在迈克·阿赫恩也加入了他们的行列。他们想探索另一颗彗星,这次是一颗名为Phaethon的死彗星。他们决定用一个撞击器撞击彗星,然后观察结果。但美国宇航局不相信他们能击中彗星。NASA甚至不相信Phaethon一颗彗星。

德拉梅尔、贝尔顿和阿赫恩继续思考这个项目,并试图找出更好的方法来完成它。1998年,阿赫恩接管了球队的领导权,他们提出了第二次建议。这一次,他们将撞击一颗活跃的彗星,坦普尔1号。他们还在撞击器上增加了一个制导系统,增加了他们能够很好地控制航天器以击中目标的几率。NASA接受了新提议,并同意为该项目提供资金。“深度撞击”任务就此诞生。

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“深度撞击”是马里兰大学、加州理工学院喷气推进实验室和鲍尔航空航天技术公司合作的项目。

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来源

  • 18新利最新登入HowStuffWorks.com,“彗星如何工作”https://science.howstuffworks.com/comet.htm
  • NASA,“深度撞击:科学”http://deepimpact.jpl.nasa.gov/science/
  • NASA,“深度冲击:技术”,http://deepimpact.jpl.nasa.gov/tech/
  • NASA,“深度撞击:任务”http://deepimpact.jpl.nasa.gov/mission/di-name.html
  • “科学终极视觉词典”,DK出版公司,1998年。
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