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诸多探测器协同观测赛丁泉彗星

 水共山华 2015-01-07

原文标题:Spacecraft Observe Comet Siding Spring

作者:Kelly Beatty   原文来自:SkyandTelescope.com   Posted: 2014. 10. 23

编译:Melipal   审校:Linq 

虽然飞行控制人员曾经担心环绕火星飞行的探测器可能会由于彗星的近距离接触而受损,实际却是什么都没有发生。而现在,独特的科学观测结果正在传回地球。

6个月前,大西洋两岸的飞行控制人员都在担心,赛丁泉(Siding Spring)彗星(C/2013 A1)会距离火星有多近,此外当彗星抵达火星时,可能会发生什么情况。

NASA的小组决定采取积极行动,改变了3架在轨探测器(环火星巡逻者号、火星奥德赛号以及新近抵达的火星大气与挥发物演化探测器即MAVEN)的轨道。这样的措施让所有3架探测器在危险最大的时间段内处于火星背面,根据计算机模型,这一时间段出现在彗星抵达近火点之后的90到100分钟之时。

2014年10月19日世界时16时29分,赛丁泉彗星从距离火星大约85000英里(137000千米)的地方掠过。(图片提供:NASA / JPL / Horizons)

同时,欧洲空间局的动力学家采取了观望策略。不过他们也制定了计划,可以让该机构的火星快车号轨道器在火星背面短暂躲避一阵子。

不过由于该探测器燃料所剩不多,大多数轨道时间也是远离火星的,而且随着彗星接近火星,其活动也愈发衰减,轨道调整是不必要的。实际上,本月早些时候,任务管理者决定并不转动探测器,这样其大型碟状天线就可以充当局部防护罩,保护探测器免遭彗星颗粒之害了。

实际上,好消息是,所有这5架火星轨道探测器(包括印度的火星轨道器,MOM)都在遭遇彗星的过程中幸免于难,且没有发生任何事故。这里有NASA在遭遇后提供的环火星巡逻者号火星奥德赛号以及MAVEN号状态报告。这里是火星快车号的最新消息。(现在还没有来自MOM状态或其进行观测的报道。)

NASA当前在火星上工作的5架探测器的赛丁泉彗星观测计划总结。大图请点击(图片提供:NASA / CIOC)

遭遇彗星后的初期结果

现在至少在火星附近,彗星来了又去,行星科学家热切地分析着所有这些探测器以及其他仪器在这次空前的近距离飞掠期间采集的数据。

最为人期待的结果来自环火星巡逻者号搭载的强有力的HiRISE照相机。照相机小组的领导者、来自亚利桑那大学的研究者阿尔弗雷德·麦克尤恩(Alfred McEwen)将拍照的尝试描述为“就好像是乘着过山车拍摄一颗飞速飞过的子弹”。在飞掠前12天,测试表明彗星并不处在预言的位置,人们开始愈发担心起来。

不过一切进展顺利,而在飞掠期间HiRISE拍摄的影像表明,赛丁泉彗星的彗核宽度只有2到3个像素。因此彗核宽度不会超过0.5千米(约1500英尺),这相当于根据早先观测估计数值的一半。然而这人们第一次观测到一颗奥尔特云彗星的彗核。麦克尤恩及其小组希望可以推测出这颗冰质彗核的反照率(很可能它是非常非常暗的)及其自转速率。

在赛丁泉彗星于2014年10月10日飞掠火星期间,NASA的环火星巡逻者号轨道探测器拥有拍摄彗星的最佳照相机。左上图表明,彗星的彗核足够大,可以被分辨出来,不过只是被将将分辨。下方是同一照片的增强版,展示了彗星外层彗发中的气体和尘埃。(图片提供:NASA / JPL / Univ. of Arizona)

ESA火星快车号的高分辨率照相机没能分辨出彗核,不过它拍摄的彗发和彗尾照片仍旧很有价值。据说这些数据已经传回了地面,不过人们需要花费数日才能对其进行初步的分析。

NASA长寿的火星车——机遇号提供了一个非常不同的视角,它仰视着火星的夜晚,从子午平原高地的栖息地拍下了彗星。好奇号也拍摄了一些快照,不过这些图像尚未公布。

另一个有趣的结果是彗发是否撞击了火星的高层大气并将其有效污染,如果是,那么幅度是多少。新近抵达的MAVEN与MOM都携带了进行此类观测的仪器,它们的观测是意外之喜。23日早些时候,MAVEN小组公布了一张紫外图像,其中记录下了彗发中的一片庞大的氢原子(来自水分子)云。

在赛丁泉彗星扫过火星之前的两天,NASA的MAVEN探测器搭载的紫外成像仪测绘了彗发中氢原子的分布。上图宽约1.5度,记录下了距离彗核最远至93000英里(150000千米)的氢元素莱曼Alpha辐射。(图片提供:NASA / LASP / Univ. of Colorado)

MAVEN的其他结果不会出现得如此之快。对火星高层大气中氢(及其较重的同位素氘)的测量测量必须要考虑最近来自太阳的一场强烈的日冕物质抛射导致的脉动。MAVEN的首席研究员、来自科罗拉多大学的布鲁斯·雅可斯基(Bruce Jakosky)解释说:“这是我们获取的第一批测绘模式数据,我们必须要了解我们的仪器。底线是,我无法保证何时可以得出结果,这可能很快,也可能会花上一些工夫。”

同时,地球上的很多台照相机都对准了火星的方位,像往常一样,天文爱好者拍摄了诸多红色火星及其彗星伴侣引人注目的图像。这里列出了两张佳作。

2014年10月19日世界时19时4分(此时距离火星和彗星最为接近已经过去了1.5小时左右),杰拉德·列曼(Gerald Rhemann)在纳米比亚蒂沃利(Tivoli)农场超暗的夜空下拍摄了明亮火星之下的赛丁泉彗星。上图是使用4张单色滤镜拍摄的4分钟曝光照片合成而得的。(图片提供:Gerald Rhemann / Sky Vistas)

哈勃空间望远镜也在彗星接近火星的时候拍摄了它。不过说实话,NASA拼出的合成图看上去非常不自然(对模拟的星空背景而言尤甚)。点击这里查看原图,看看你是否同意我的观点。

(全文完)

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