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“深度撞击”深度撞击中国科学家http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2005-07-10
7月4日，在位于美国加利福尼亚州国家宇航局的实验室内，工作人员在密切关注电视屏幕上“深度撞击”号探测器释放的撞击器“击中”目标――坦普尔1号彗星的全部过程。 新华社发 “深度撞击”成功后的几分钟内，中国科学院国家天文台首席研究员周旭，收到10多封来自世界各地的邮件。这些提供大量观测数据的邮件，来自世界各地“深度撞击”的观测点。国家天文台是全球观测网络中大陆惟一的观测点。“每一次看见国外尖端的空间项目，我们都有很大触动。很多我们还在计划的事情，别人已经成为现实。每一个世界性的大项目，都只能参与其中一小部分。”周旭说，虽然在技术方面与一些国家相比，还有很大差距，但我国科学家在积极参与国际重大项目时，注意搜集数据，“为将来的科学研究做准备”。 撞击之一：给科学家更多科学想像的时间和空间 周旭说，美国科学家对于科学探索丰富的想像，源于全社会对科学探索的热情。“美国科学家从事某个研究项目，需要对民众负责，对纳税人负责。”他们要向民众解释，为什么要开展这个项目，并能给民众带来哪些好处，如果得不到民众支持，也将得不到项目资金。 周旭把这种确定项目的方式称为“自下而上”。这种方式，让每个科学家都必须重视科学普及工作，长期坚持，在民众中形成了一种乐于想像、乐于探索的科学氛围，“特别对培养青少年的科学想像能力起到了重要作用”。 与此形成对比的是，我国科研项目的申请，需要对申请部门负责，只有审批部门同意了，才能得到项目资金支持。周旭把这种方式称为“自上而下”的方式。 他说，这种“自上而下”的方式，容易造成急功近利的做法。考核一个科学家有没有成绩，往往是看他每年能写出多少论文。“如果一个科学家花了5年时间，研究一个项目失败了，那么这个科学家肯定会被认为无用，甚至可能下岗。不允许科学家有更多思考和想像的时间、空间。” 在美国，周旭说，科学家可以花相对长的时间，可能5年到10年时间做一个大项目，这种大项目一旦成功，就可能是顶尖的。 撞击之二：拉近科学探索和民众的距离 中国空间技术研究院研究员庞之浩说，近年来，对于大的科研项目，美国提出了“更快、更好、更省”的思路。此次完成“深度撞击”计划仅花了3亿多美元，不像以前诸多项目花费巨额资金。 庞之浩说，美国希望通过这样的思路，降低风险，同时，拉近科学研究和民众之间的联系。目前看来，这种思路已显示出了良好效果。“深度撞击”过程中，为了得到更多民众的支持，让更多的民众了解科学研究，美国科学家更多地顾及到民众利益。比如，宣传撞击试验是为了保护地球，保护民众生命安全；撞击探测器上携带了具有民众信息的光盘；鼓励私有企业积极进入科学研究领域；等等。“民众能够了解到，科学家在干对自己有利的事情，所以从情感和资金上，都会给予支持，也就形成了良好的社会氛围。” 中国科学院空间科学与应用研究中心研究员潘厚任介绍，在美国，每一个大的科学研究项目，都划拨了一笔专门用来向民众宣传科学研究的经费。通过这种宣传，民众可以很好地了解最新的科学信息，了解国家最新的科学进展。“对青少年科学热情的培养，更是不遗余力，从小培养他们探索科学前沿的精神。” 潘厚任说，美国的很多重大科学试验都要进行电视直播，既展示了国家的科技实力，又增强了民众对科技的热爱和信心。“在我国，民众往往不知道科学家在干什么，科普的经费非常有限，冲淡了社会民众对科学研究的热情，特别是青少年对科学的热爱”。潘厚任说，由于很多科研项目不能和宣传、科普很好地结合，长此以往，对我国科学发展存在很大影响。 撞击之三：各科研系统间的紧密结合值得借鉴 周旭说，美国进行的每一项科学研究，都不会孤立进行，而是一个相互关联的系统。比如“深度撞击”，除了纯粹的空间技术研究价值外，还具有国防意义，以及对美国科技实力的展示。 从国防意义上来讲，“深度撞击”再次验证了美国精确的导航系统，不仅仅能准确打击地球目标，还能打击太空目标，为将来可能出现的太空战积累了经验。 潘厚任说，“深度撞击”非常好地将空间技术和空间科学探索结合起来。美国进一步发展了全球定位技术、导航技术和控制技术等。 潘厚任认为这种结合也值得我们借鉴。目前各个科学研究系统之间往往出现脱节现象，比如空间技术和空间科学探索之间结合就不紧，我国火箭技术已经领先于卫星技术，卫星技术又领先于应用技术，不能做到同步发展。 “换言之，我们往往有了先进的科学技术，却没有在实际中很好应用，对科学发展造成了影响”。 本报北京7月4日电 （本报记者 李健） [中国青年报]
相关报道 深度撞击“撞”出50米深坑 撞击器已融解蒸发 “深度撞击”轰出50米深坑 数据还需要更精确的分析证实 昨天上午美国宇航局“深度撞击”项目科学家召开新闻发布会，研究人员播放了记录“深度撞击”撞击器在冲向彗星，生命弥留之际的一段录像,其中最后的一幅图像是撞击器在融化前三秒钟，距离彗核大约30公里远。 撞击器已融化 “深度撞击”探测器撞击产生的巨大火光给母船飞越器的两个照相机提供了极好的拍摄光源。深度撞击计划的科学家之前推测北京时间7月4日下午1点52分每秒速度为10公里的撞击器撞击“坦布尔一号”彗星，然后很快地融解蒸发。“当两个物体以每秒钟10公里高速度相遇时，自然要产生巨大的闪光。“深度撞击”计划的合作研究者皮特·舒尔茨博士说道。“撞击所产生的热量很高。在这样的高温下由铜和铝制成的撞击器被溶解。这样撞击器溶解时候生成不到一秒钟的光焰景象。” “轰”出50米深的坑 研究人员说，“深度撞击”的撞击器在冲向“坦普尔１号”的“最后旅程”中还拍摄了一些中分辨率的照片，这使他们可以在很近的距离上观测彗核表面。其中最后一张照片是撞击器在彗核前30公里所拍，分辨率达到4米，这令人“难以置信”。 这些照片还显示，“坦普尔１号”的外形不规则而且分布着一些坑，像个坑坑洼洼的大土豆。“深度撞击”在彗核表面“轰”出的坑可能有50米深，不过还要更精确的分析证实。 另外，“深度撞击”彗星探测器的飞越器，已经向地面传回从可见光和红外线等不同频谱拍摄的高清晰度照片，其中的大量信息甚至“让人不知从何入手”、“足够写一部百科全书”。 彗核内部可能含有太阳系初生物质 研究人员透露，撞击器撞击“坦普尔１号”表面的过程实际上有两步，第一次产生了较小的物质喷发，很容易被忽略，而紧接之后产生的另一次物质喷发就很明显，使彗星的亮度一下子增强了５倍。 这表明，“坦普尔１号”彗星的彗核表面是一层很松散的物质，而其内部还有一层较坚硬的物质。这符合科学家们原先对撞击过程的最佳设想，也就是说彗核内部很可能是“未经触动”的，含有太阳系初生时的原始物质。 据负责撞击器飞行的科学家透露，这次对撞击器的飞行轨道检测的十分完美。第一次，撞击器瞄准彗星距离控制人员预期的要求7公里，但是在第二次和第三次的时候，撞击器的机动调整瞄准设备就达到了控制人员要求。 （张华念） [竞报] 解密“炮轰”彗星 撞击“一箭双雕” 在太阳辐射压和太阳风的作用下，彗星上的一些物质会逐渐蒸发。早先科学家通过地面望远镜观测，已知道彗星上蒸发的物质中有水、高分子物质和有机物。 上世纪50年代有专家提出，彗星可能是由冰和岩石组成的松散“脏雪球”。但是，科学家迄今对彗星的彗核结构及其物质组成知之甚少。此外，坦普尔1号等回归周期在200年以下的彗星，来自已于1992年被证实存在的“柯伊伯”带。这个扁平环状带位于海王星以外，其中的天体都有可能保持着46亿年前太阳系形成时期原始物质的结构和状态，而离太阳较近的星体在太阳作用下，其原始物质已面目全非。因此，“深度撞击”在探究彗星内部和太阳系演化方面可谓“一箭双雕”。 为何是坦普尔1号 坦普尔1号彗星由德国天文学家坦普尔于1867年发现。科学家通过长期观测已知道，这颗彗星在火星和木星之间、围绕太阳的椭圆轨道运行。它相对于地球的回归周期为5.51年，迄今已发现其至少回归了25次。正是基于坦普尔1号的这些运行特点，人类的探测器才能在较短时间内追上它。 此外，坦普尔1号靠近太阳时挥发的物质不多，因此专家估计，撞击器撞入该彗星后喷发物很可能会较快地“烟消云散”，并且不会重新覆盖撞出的坑，可便于附近的探测器“窥探”彗星内部的奥秘，而具有上述特点的彗星并不多。正是由于这些原因，美国研究人员才将坦普尔1号选为撞击对象。 高技术下的“练兵” 成功实施这种撞击前，科研人员必须精确计算出探测器和被撞击目标的运行轨道，控制住探测器按既定轨道飞行，及时检测飞行参数以确定是否需要修正其轨道，发出指令修正或改变探测器轨道，准确地在预定轨道位置释放撞击器。目前，全世界掌握这些技术的国家不多。 从理论上说，小天体撞击地球的可能性是存在的。如果研究人员通过探测和计算发现某一小天体要“亲吻”地球，那么人类就必须利用自己掌握的科技知识、手段，减灾防灾。有专家建议，发射轰击器，将威胁地球的小天体炸裂，使其分离成几个小部分，从而改变其运行轨道。这次撞击完满地命中“靶心”，可谓为避免小天体来袭而进行的“练兵”。 撞击后，强大的动能会转变成热能和辐射能，如果像估计的一样，撞击能产生直径200米、深50米的坑，就会出现剧烈闪光。在美国西部等处于夜晚的地区，天文爱好者能用口径10厘米以上的天文望远镜观测到闪光，但遗憾的是处于白天地区的人们无法从地面观测这一情景。尽管如此，探测器和撞击器携带的摄像设备可将撞击过程画面比实时情况晚几分钟传回地球，美国的“哈勃”、“斯皮策”、“钱德拉”和欧洲的XMM牛顿等太空望远镜都能捕捉到撞击情景，使世人分享这一盛况。 [竞报] “深度撞击”撞出四大发现 美国宇航局称 日后有彗星要撞地球 他们知道如何使彗星停止或改变“航向” 表面坑坑洼洼就像一条长棍面包 比想象中还要软 可以看到“火山口”的形状——— 美联社7月5日报道称，“深度撞击”的壮观景象还只是科学家们研究彗星的第一步，许多真正的科学研究才刚刚开始。那么，撞击后的最新发现有哪些呢？美国喷气实验室的科学家们介绍了以下四个方面的情况： 发现一 彗星就像一块大松饼 由撞击器传回地面控制中心的图像显示，彗星的形状及构成与科学家原先设想的几乎没有出入。面对其中一张马铃薯状的图像，“深度撞击”项目的首席研究员、美国马里兰大学的迈克尔·哈恩博士“戏说”道：“看到它坑坑洼洼的样子，就无法不令人想到一块大松饼或是一条长棍面包。” 发现二 彗星比想象中还要软 科学家表示，彗星表面的质地非常软，而且多灰，与其它星球的火山口有较多类似之处。研究员舒尔茨说：“我们肉眼能看到的冰雪似乎是在彗星表面以下，它们很可能由太阳系一些原始物质构成。” 发现三 尘埃还得几周才落定 撞击后产生的壮观的蘑菇云以及随之而生的冲天的烟尘遮住了科学家的视线。科学家表示，想要完全看清楚“火山口”的构造，必须等到尘埃完全散去之后，而这可能需要几周之久。但是，科学家仍然胸有成竹地表示此次任务异常成功，因为在图片上至少可以看见“火山口”的影子及形状。 发现四 救地球得用更大“炮弹” 由此次史无前例的“惊天大冲撞”，科学家对于日后“拯救”地球有了更为直观及可靠的“方案”：假使日后有彗星危及到地球的安全，他们知道如何使彗星停止或改变“航向”。但是，这得使用更大的“炮弹”来执行使命。 相关新闻 我国科学家拍到撞击后彗星照片 新华社7月5日电 4日晚，中科院紫金山天文台盱眙观测站拍摄到了撞击后坦普尔一号彗星照片。 据介绍，紫金山天文台空间目标与碎片观测团组、近地天体探测和太阳系研究团组在盱眙观测站拍摄到了撞击彗星的照片。据观测人员介绍，21时02分至23时，史密特·卡特望远镜连续拍摄了40多张天文照片。其中有6张是撞击后的坦普尔一号彗星照片。因当地天气条件不利，云层较厚，拍摄到的彗星图片影像较模糊，相关观测资料正在分析之中。 [法制晚报] “深度撞击”完美收场 两大悬念受关注 撞击器成功与坦普尔1号彗星成功进行了首次“亲密接触”，这只是人类探索彗星的第一步，由此引来的诸多悬念还有待破解。 悬念一 撞击能否破解宇宙之谜 众所周知，人类之所以不惜花费巨大的人力物力来“深度撞击”彗星，就是因为彗星由太阳系外缘成形，其彗核仍含有原始成分，通过对它的研究，将有助于人类了解太阳系诞生以及地球生命起源的秘密。 撞击之前，科学家预计撞击时产生的大坑将不下30米深。但据美国有线新闻网报道，到目前为止，由于精确的数据分析尚未做出，科学家们还不清楚相撞后产生的大坑具体有多大，是不是真的直抵彗核。 那么，此次在“深度撞击”过程中传回的讯号与画面究竟能否让地球上的我们梦想成真呢？对此，美国宇航局官员表示，目前从画面上仅能够看到彗星的表面上充满了坚硬的岩石，这些画面和讯号是否有更大的价值，还需要科研人员进行数月的研究。 悬念二 下一颗撞击彗星哪里找 科学家此次之所以选择坦普尔1号彗星作为撞击目标，主要有两大原因。一是因为这颗彗星在火星和木星之间、围绕太阳的椭圆轨道上运行，迄今已发现其至少回归了25次，正是如此，人类的探测器才能在较短时间内追上它。第二，坦普尔1号靠近太阳时挥发的物质不多，因此专家估计，撞击器撞上该彗星后喷发物很可能会较快地“烟消云散”，并且不会重新覆盖撞出的坑，可便于附近的探测器“窥探”彗星内部的奥秘。 那么，在茫茫宇宙中是否还存在有同坦普尔1号类似的彗星呢？科学家认为答案是肯定的，或者说“在一定程度上是肯定的”。但遗憾的是，目前已经被科学家或者业余天文爱好者“盯上”的不足16颗，其中多数还不能确定出现的时间。 [京华时报] 深度撞击母船不断发回宝贵资料 效果超预期
本报连线“深度撞击”项目负责人、天文学家露西·麦克费登。 美国西海岸时间7月5日上午10点，“深度撞击”项目负责人之一，马里兰州大学天文学家露西·麦克费登教授接受本报记者越洋专访时表示，撞击效果超出预期设想，还特别称赞了中国科学家对“深度撞击”做出的贡献。 爆炸更明亮更猛烈 美国航空宇航局喷气推进实验室的工作人员接通记者的电话后说，为了监控深度撞击，麦克费登教授和大多数科学家一样，只在撞击成功后小睡了几个小时。但听到话筒那端麦克费登教授的声音时，她的言语中只有欣喜没有疲惫。 “撞击超出了我们的预期设想。原先设想的最理想状态是———撞击后发生剧烈爆炸，彗星亮度明显增加。但就算经过了6年的准备，那么多人付出了很多心血，还是有很多不可预测的因素，撞击前谁也不知道会发生什么。而现在我们看到的爆炸比预期的更明亮、更猛烈，太让人激动了。” 麦克费登教授还表示，现在尚不知道撞击出的坑具体有多大，但是从她看到的照片来看，可以肯定彗核表面被撞出了一个大坑。 中国科学家受赞赏 谈到参与深度撞击项目的各国科学家时，麦克费登教授特别向记者提起中国科学家李荐扬：“在‘深度撞击’号飞行过程中，望远镜的焦距忽然出现了问题，导致拍摄的图像模糊不清。李荐扬是负责光度学分析的，在他和同事的努力下，经过调试和修正，望远镜的焦距恢复了正常。” 李荐扬于1999年留学美国，现在即将从马里兰州大学天文学系毕业。麦克费登教授对他的评价极高，她说：“他非常刻苦努力，很值得信任。我相信，李荐扬回到中国后一定会成为一名优秀的科学家。”她还表示，参与“深度撞击”项目的还有俄、德、法、加等国科学家，“这确实是一个各国科学家合作努力的成绩。” 母船不断发回宝贵资料 麦克费登教授告诉记者，目前收到的数据显示，“深度撞击”号母船完好无损，正在源源不断地发回收集到的宝贵资料。科学家们的下一步工作，就是统计和分析这些资料，这可能需要数个星期的时间。她说：“这些资料可能揭开彗核隐藏的秘密，所以，接下来的研究分析工作也非常值得期待。”美国航空宇航局可能在本周末召开新闻发布会，向外界公布“深度撞击”成果的科研价值。 [新京报] 彗星撞击成功预演保卫地球 1994年7月，人类首次目睹彗星撞击行星的场面———一颗彗星的21块碎片连续轰击了木星，并在这颗太阳系最大行星的表面撕开了足足能放进一个地球的“巨大伤口”。这一景象如噩梦般挥之不去，而人类也将“小天体撞击地球”视作21世纪面临的最大生存威胁。 2005年7月，人类凭借自身智慧实现了另一次撞击———一颗彗星首次被我们射出的“子弹”命中。虽然此次撞击还不会使彗星偏离轨道，但这却是人类为避免小天体来袭而进行的最初步演习。而且，这次演习圆满成功。 据新华社电 撞击成功对人类“保卫地球”意味着什么？北京空间科技信息研究所研究员庞之浩和中国科学院国家天文台研究员李竞分别对此作出回答。 一次最初步的“演习” 庞之浩说，美国宇航局(NASA)发射的飞行器飞行了4亿多公里，在离彗核大概有80万公里处释放撞击弹，撞击了一颗直径不到6公里的彗星。“这么远的距离能够撞击成功，简直是个奇迹。” 庞之浩指出，这次撞击的一大目的，是为防止小行星撞击地球做一些基础研究。据悉，去年就有一颗小行星离地球就只有3万多公里，擦肩而过。2029年也将有一颗小行星离地球比较近。 在回答新浪网友提问时，庞之浩肯定“深度撞击”是人类避免小天体袭击地球的“一次最初步的演习”。 一次高科技的“练兵” 李竞则指出，成功实施这种撞击前，科研人员必须精确计算出探测器和被撞击目标的运行轨道，控制住探测器按既定轨道飞行，及时检测飞行参数以确定是否需要修正其轨道，发出指令修正或改变探测器轨道，准确地在预定轨道位置释放撞击器。 李竞表示，从理论上说，小天体撞击地球的可能性是存在的。如果研究人员通过探测和计算发现某一小天体要“亲吻”地球，那么人类就必须利用自己掌握的科技知识、手段，减灾防灾。有专家建议，发射轰击器，将威胁地球的小天体炸裂，使其分离成几个小部分，从而改变其运行轨道。这次撞击完满地命中“靶心”，可谓为避免小天体来袭而进行的高科技“练兵”。 -链接 四种方案保卫地球 本报讯科学界正探索多种方法对付来袭小天体。这些论证中的方法包括： 核弹摧毁：从地球发射核弹将来袭小天体摧毁。但这种方法必须清楚小天体的内部构造，从而决定所用核弹的当量。否则，如果小天体质地坚硬，炸开的大块小天体残体，仍有可能对地球产生威胁。 核弹改变轨道：使用核弹在小天体附近爆炸，利用爆炸产生的推力改变小天体的轨道，避免小天体撞上地球。 在彗星上安装太阳帆：在小天体特定部位安装太阳帆，利用太阳对太阳帆的压力，改变小天体的轨道。 月球激光基地：在月球上建立激光基地，安装大功率激光器，对来袭小天体加热灼烧。这样也可以改变小天体轨道或将小天体摧毁。 [上海青年报] 行星撞地球致恐龙灭绝 对于恐龙灭绝，主流看法是，6500万年前，一颗直径10公里的小行星撞击了位于今天墨西哥尤卡坦半岛的奇卡卢伯地区(有陨石坑为证)，爆炸当量为1亿兆吨黄色炸药，由此产生全球大灾难，导致恐龙灭绝。 最近，美国科罗拉多大学的一些地理学家为这一图景又加上了绘声绘色、令人恐怖的细节：在小行星撞击地球后不过数小时内，产生的巨大热量使地球成了一个大烤箱，把当时活在陆地上的所有大型恐龙及其他生物瞬间化为烟灰，只有那些当时正在洞中和水下的生物幸免于难。这份研究报告发表在2004年5月份的《美国地理学会公告》上。 该报告的第一作者、科罗拉多大学地球科学系研究员道格•罗伯逊描述：撞击产生的喷射物重新落向地面导致的“热量脉冲”波及全球，到处燃起熊熊大火。“喷射物所携带的动能在那些物质重返大气的过程中分布到了大气层上层，把蓝天都烤红了，这种状况持续了好几个小时。”科学家推测，此后十多年，整个地球都像烤箱一样酷热。 罗伯逊说，地质遗迹证据可以对此作出有力的论证。他指的是全球范围内都发现了在白垩纪和第三纪之交被熔化的微小球形岩石颗粒。这些球形小颗粒是小行星撞击后，岩石被加热蒸发喷射到外空，重返地面形成的遗留物。 另外，人们还发现了一种特殊的粘土层，它几乎遍及全球：包含烟灰以及来自外空的铱元素，这也是那次撞击以及随后的全球大火的遗留物。 罗伯逊说，尽管人们早就发现了那些球形小颗粒、热量脉冲和烟灰的遗迹，却一直没能很好地解释它们对生物生存有何含义。许多科学家都感到很奇怪，既然那次全球性大灾难杀死了所有的恐龙，那么，那些原始鸟类、哺乳动物以及两栖动物是如何继续生存下去的呢？罗伯逊和他的同事对白垩纪晚期陆地脊椎动物的生存方式提出了新的假设。他们研究的重点是，哪类脊椎动物在撞击发生时会栖身于地下或者是水中。 他们的结论是，翼龙和其他恐龙无法适应洞中或水中的生活因而灭绝。与此相反，可以栖身于洞中或水中的脊椎动物，从哺乳动物、鸟类、鳄鱼、蛇类、蜥蜴、龟类到两栖动物都成了幸存者。不过，幸存下来的陆地脊椎动物还要接受环境巨变的考验。罗伯逊说：“不管怎样，未来有关古新世早期陆地生物的研究，或许会给予这个白垩纪末大灾难的观点启发。”据《国际先驱导报》 [西安日报]
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