宇宙飞船探索彗星
20世纪下半叶看见一个巨大的飞跃的了解太阳系的宇宙飞船去行星及其卫星。这些航天器收集了丰富的科学数据近距离和原位。的预期回报哈雷彗星1986年开始使用航天器提供实质性的动机研究彗星。
第一个彗星任务(的)太空船遇到国际彗星Explorer (ICE)彗星21 p / Giacobini-Zinner 9月11日,1985年。任务最初是作为联合项目的一部分,由美国发起的国家航空和宇宙航行局(美国宇航局)和欧洲太空总署(ESA)被称为国际Sun-Earth Explorer (ISEE)。任务包括三个航天器,其中两个,ISEE-1和2地球轨道,第三,ISEE-3,定位在日心轨道和地球之间太阳,研究太阳风在地球附近。
在1982年和1983年工程师纷纷ISEE-3完成几个重力辅助阅读月亮把它放在一个轨迹遇到21 p / Giacobini-Zinner。宇宙飞船是通过有针对性的离子的尾巴的彗星,约7800公里(4800英里)在核的相对速度21公里每秒(13英里),并返回第一个原位测量磁场,等离子体,高能粒子环境在一个彗星的尾巴。这些测量结果证实了模型的离子的彗尾的瑞典物理学家于1957年首次提出的(后来诺贝尔奖赢家)汉斯·阿尔芬。它还表明,H2O+是最常见的离子等离子体尾,符合惠普尔冰冷的集团核模型。然而,冰不携带仪器研究彗星的核或昏迷。
1986年五飞船被送到遇到哈雷彗星。他们非正式称为哈雷舰队,由日本两艘宇宙飞船,Suisei和Sakigake(日本“彗星”和“先锋”,分别);两个苏联宇宙飞船,维加1和2 (a收缩Venus-Halley使用斯拉夫字母拼写);和一个欧洲航天局航天器,乔托(命名的意大利画家他描绘了伯利恒之星像一颗彗星壁画1305 - 06)。
Suisei飞过哈雷在1986年3月8日,在远处朝着太阳151000公里(94000英里)的生产紫外线彗星的图片氢电晕,可见昏迷的扩展看到只有在紫外线。还测量了高能粒子环境太阳风的彗星。Sakigake最接近的彗星是3月11日,1986年,699万公里(434万英里)的距离,这让额外的测量太阳风。
飞过去的哈雷彗星,前两个苏联宇宙飞船飞了金星兰德斯,每下降和气球来研究地球。维加1飞过哈雷昏迷3月6日,1986年,在8889公里(5523英里)的原子核和多次测量的昏迷的气体和尘埃作文,等离子体高能粒子,磁场环境。它还返回第一张图片的一个坚实的彗星核。不幸的是,相机略失焦,有其他需要相当大的技术问题图像处理看到细胞核。织女星2要好得多,飞机通过哈雷昏迷3月9日在8030公里(4990英里)的原子核,和它的图像清晰地显示到核大约16 8公里直径5英里(10)。细胞核也很黑暗,反映了只有4%的事件阳光已经建立了从地球上观察。
这两个维加宇宙飞船携带红外光谱分析仪用于测量温度的哈雷细胞核。他们发现相当暖和的温度之间的320和400 K (47 - 127°C(116和260°F))。惊讶的许多科学家预测的影响水冰升华将冷却核的表面;水冰需要大量的热量升华。高温建议多核表面的不是升华,但是为什么呢?
惠普尔的经典论文1950年曾暗示彗星失去了材料的表面,一些粒子太重摆脱弱者重力核和回落到表面,形成一个滞后存款。这个想法后来被美国天文学家研究和作者大卫·布林在他的论文工作和他的顾问,斯里兰卡的物理学家1979年,阿育王Mendis。滞后存款建立,它将有效地使它下面的冰材料免受阳光。计算表明,一层只有10 - 100厘米(4-39英寸)厚可以从表面完全关掉升华。布林和Mendis预测,哈雷会如此活跃,它将吹走任何滞后存款,但事实并非如此。只有约30%的哈雷的阳光照射的半球是活跃的。明亮的尘埃飞机可以看到来自核表面特定区域,但大部分表面没有可见的活动。
乔托飞过哈雷的昏迷3月14日,1986年,通过仅596公里(370英里)的原子核。它返回最高分辨率的图像核和显示非常崎岖地形与“山峰”突出了数百米的表面。它还显示相同的花生形状织女星2看到但从不同的视角和更大的可见的细节。离散尘埃飞机从核表面,但该决议并不足以揭示飞机的来源。
乔托,织女星飞船获得众多测量尘埃和气体的昏迷。尘粒是在两种类型:硅酸盐和有机。地球上发现的硅酸盐颗粒是典型的岩石如镁橄榄石(毫克2SiO4),高温矿物——也就是说,将成为首批凝结热太阳星云。其它谷物的分析表明,该彗星远远更丰富镁相对于铁。有机谷物是由单独的元素碳,氢,氧气,氮和被称为分谷物的基础上化学符号为每个这些元素。大颗粒的组合也被检测到硅酸盐和分谷物,支持认为彗星核已经累积缓慢聚合的微小粒子在太阳星云。
三个航天器还测量了昏迷中的气体,水占主导地位的分子但也一氧化碳约占7%的气体相对于水。甲醛,二氧化碳,氰化氢也发现几个百分点相对于水。
哈雷舰队是一个激动人心的成功,引起许多国家的国际合作。它的成功是更让人印象深刻的是当一个人认为飞船飞过哈雷核在速度从68到79公里每秒(152000到177000英里每小时)。(速度是如此之高,因为哈雷逆行把它绕太阳轨道航天器的相反的方向)。
乔托后来gdp8 %利用地球引力的助攻通过内约200公里(120英里)的26个p / Grigg-Skjellrup彗星的核心。飞越成功,但是一些科学仪器,包括相机,在哈雷喷砂后不再工作。
下一个彗星任务是直到1998年,当NASA发射了深空1,宇宙飞船设计测试各种各样的新技术。飞过去了小行星9969 1999年盲文,深太空1 gdp8 %飞越彗星19 p / Borrelly 9月22日,2001年。Borrelly核的图像显示它形状像保龄球瓶,部分表面上非常崎岖的地形和mesa-like形成大面积的。个人尘埃和气体喷射被认为来自表面,但活动远远低于哈雷彗星。
美国宇航局星尘号任务是在1999年推出的目的收集样本的尘埃的昏迷“怀尔特2”彗星81 p /。在飞越速度每秒6.1公里(13600英里每小时),尘埃样本将完全被影响硬收集器。因此,星尘用材料制成的硅(砂)称为气凝胶密度很低,接近的空气。气凝胶的想法是将放缓尘埃粒子在不破坏它们,就像一个侦探可以射一颗子弹在盒子里装满了棉花为了收集的子弹。它工作,成千上万的粉尘粒子在2006年返回地球。也许最大的惊喜是,样本包含高温材料,必须形成更接近太阳比彗星在太阳系形成的地方。意想不到的结果意味着物质在太阳星云被混合,至少从内部向外,在行星的形成。
星尘的野生2显示一个核表面的图像,从哈雷或Borrelly截然不同。表面似乎是覆盖着大flat-floored萧条。这些可能不是撞击坑,因为他们没有正确的形态有太多的大的。有一些建议,这是一个“新”彗星表面原子核,之前没有靠近太阳。支持的是野生2放入当前轨道被结束木星方法1974年,减少近日点距离约为1.5非盟(2.24亿千米,或1.39亿英里)。木星相遇之前,其最高点是4.9 AU(7.33亿千米,或4.55亿英里),超出了地区水冰升华是显著的。
在2002年,美国国家航空航天局推出一项任务轮廓(彗星核之旅),飞了恩克彗星和73 p / Schwassman-Wachmann 3和6 p / D 'Arrest可能继续。不幸的是,当离开地球轨道航天器结构失败了。
在2005年,美国国家航空航天局推出另一个彗星任务深度撞击号。它由两个航天器,母亲飞船飞过9 p / Tempel 1彗星和一个女儿飞船,会故意撞到彗星核。母亲的航天器将图像的影响。女儿飞船包含自己的相机系统图像核表面的影响。最大化的效果影响,女儿飞船含有360公斤(794磅)的固体铜。预测冲击能量相当于4.8吨三硝基甲苯。
两个航天器遇到坦普尔1号于2005年7月4日。最高分辨率产生的撞击器核表面的照片,影像细节不到10米(33英尺)的大小。母亲飞船观看爆炸,看见一个巨大的云离原子核的尘埃和气体排放。任务的目标之一是图像的火山口爆炸,但尘云很厚,核表面不能通过它。因为任务是飞越,母亲飞船不能等待灰尘清除。
坦普尔1号核的图像非常不同于曾经见过的。表面似乎老了,与“地质”过程发生的例子。有证据的尘埃流核表面,似乎是两个中等规模的撞击坑。有证据的材料被侵蚀。第一次,冰冷的补丁被发现在某些核表面的小区域。
第一次,一个任务也能够测量质量和密度一个彗星核。通常情况下,原子核太小和重力太弱影响飞越宇宙飞船的轨迹。坦普尔1号也是如此,但观察扩大尘云的影响可能被建模,求解原子核引力。当结合原子核的体积从相机获得图像,结果表明,坦普尔1号核体积密度在0.2和1.0之间克每立方厘米0.4克每立方厘米的优选值,不到一半的水冰。测量显然想法从望远镜研究证实,彗星并不十分密集的。
星尘的巨大成功和深度撞击之后,NASA额外飞船的计划。星尘是gdp8 %去坦普尔1号和图像的坑深度撞击爆炸以及更多的核表面未见第一次飞越。深度撞击gdp8 %飞过去103 p /哈特利2一个小,但非常活跃的彗星。
深度撞击,postimpactEPOXI任务11月4日,飞过去的哈雷2号彗星,2010。它成像一个小核约2.3公里(1.4英里)的长度,宽0.9公里(0.6英里)。与哈雷和Borrelly,细胞核似乎是两个身体粘在一起,各有崎岖的地形,但覆盖着很好,光滑材料的“脖子”,他们聚在一起。最惊人的结果是两具尸体的,较小的占比大细胞核更活跃。小的身体上的活动似乎是由有限公司2sublimation-an意想不到的结果,考虑到短周期彗星将失去他们的近地表有限公司吗2早在他们的许多段落接近太阳。原子核的另一半活跃度极低,只显示水冰升华的证据。彗星的活跃的一半也似乎是棒球,篮球大小的块中,冰到昏迷,更远加强他们来自彗星的天然气生产升华走了。
EPOXI图像还显示,细胞核不旋转平稳,但在复杂rotation-a州彗星核旋转的方向旋转杆快速运动时,天空上画一个大圈。哈雷2号彗星是第一个遇到表现出复杂的旋转。它可能是由非常高的小一半的核活动,给原子核旋转力矩大。
星尘下(新探索Tempel 1) /飞过去Tempel 1 2月14日,2011年,成像深度撞击的地点女儿飞船了原子核。一些科学家相信他们看到的证据火山口直径约150米(500英尺),但其他科学家看着相同的图片,没有看到火山口的明确证据。的一些模棱两可是由于这样的事实,星尘号相机没有深度撞击号相机一样锋利,有些也是因为阳光吗照明细胞核从不同的方向。是否有一个可辨认的坑存在的争论。
在新领域观察到Stardust-NeXT地质过程的进一步证据,包括层状地形。使用立体成像,科学家追踪尘埃飞机在昏迷核表面,他们似乎源自一些分层的地形。同样,图像的分辨率不够好理解为什么飞机来自该地区。
2004年欧洲航天局发射罗塞塔(命名的罗塞塔石碑解开埃及的秘密象形文字)轨迹来67 / churyumov - gerasimenko彗星(67 p)。与67 p会合发生在8月6日,2014年。在这个过程中,罗塞塔成功地飞到2849小行星啤酒杯和21个小行星Lutetia和获得相当大的科学数据。罗塞塔使用11科学仪器研究原子核,昏迷,太阳风相互作用。不同于以往的彗星任务,罗塞塔将绕原子核旋转,直到2015年12月,提供一个完整的视图彗星的活动开始,在近日点达到最大值,然后减弱。罗塞塔进行的宇宙飞船菲莱核表面,落在11月12日,2014年。菲莱钻入原子核的核表面收集样本和原位分析。作为第一个任务轨道和土地彗星核,罗塞塔预计将回答许多问题关于彗星的来源的活动。