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【腦洞系列】當哈雷彗星再次歸來時,人類能否將探測器裝在哈雷彗星上?
2021/09/02
2021/09/02
 

哇!真的第一次見哎,知識不會,衹是姿勢不對;科學凡此種種,用人話講才能聽懂

文/天空之城團隊

 

在太陽系中眾多的小天體中,哈雷彗星可以說是非常有名了,這顆彗星每隔76至79年就會靠近地球一次,每當到了這個時候,地球上的人類僅憑肉眼就可以看到它。哈雷彗星上一次靠近地球是在1986年,根據天文學家的預測,2061年,哈雷彗星將再次歸來。

哈雷彗星就像是太陽系中的一輛「觀光車」,並且它的運行軌跡還很有規律,是可以預測的。這不禁令人好奇,當哈雷彗星再次歸來時,人類能否將探測器裝在哈雷彗星上,然後像搭乘「觀光車」一樣去探索宇宙深空呢?

人類有能力將探測器裝在哈雷彗星上嗎?

早在1986年的時候,人類就陸續發射了「韋加一號」、「韋加二號」、「Giotto號」等多個探測器對哈雷彗星進行了抵近觀測,而到了2004年,人類甚至還發射了一個以登陸彗星為目標的探測器——「羅塞塔號」。

「羅塞塔號」的登陸目標是一顆被命名為「楚留莫夫-格拉希門克」(Churyumov-Gerasimenko)的彗星,在經歷了漫長的飛行之後,「羅塞塔號」于2014年8月6日與「楚留莫夫-格拉希門克」彗星會合,同年11月12日,「羅塞塔號」攜帶的「菲萊登陸器」成功地在這顆彗星上實現了受控狀態下的軟著陸。

由此可見,人類早在2004年就已經擁有了在彗星上著陸的能力,而哈雷彗星再次歸來的時間則是2061年,所以我們可以相信,當哈雷彗星再次歸來時,人類的相關科技早已發展得非常成熟,完全有能力將探測器裝在哈雷彗星上。然而「能不能做」是一回事,「值不值得做」又是另一回事了。

將探測器裝在哈雷彗星上,其實並沒有我們想象中的那麼有價值在日常生活中,當我們需要搭乘觀光車時,觀光車總是會停下來等我們,但哈雷彗星卻不會停下來等待人類的探測器。

或許有人會說了,既然哈雷彗星的運行軌跡是可以預測的,那我們只需要讓探測器事先等待在哈雷彗星的「必經之路」上,等到哈雷彗星到達時直接掛在它上面,這樣不就可以了嗎?答案是否定的。

根據1986年的觀測資料,哈雷彗星到達近地點的速度約為33千米/秒,到達近日點的速度約為55千米/秒,如果我們讓探測器「原地等待」,就相當于讓探測器以如此高的速度與哈雷彗星碰撞,實際上,在探測器與哈雷彗星接觸時,即使兩者的速度只相差1%,探測器也無法承受如此高速度的碰撞。

因此可以說,人類想要探測器裝在哈雷彗星上,首要條件就是要讓探測器與哈雷彗星的速度和運行軌道非常接近,最好就是讓它們彼此之間的相對速度為零,並且運行軌道完全重合。

實現這個目標大概可分為三步:1、探測器發射升空;2、探測器前往與哈雷彗星的預定交匯點,並在此過程中精准調整自己的運行軌道以及速度,以便探測器在到達預定交匯點時,能夠與哈雷彗星保持同步運行;3、在到達預定交匯點之後,探測器在哈雷彗星上著陸並完成後續的固定工作。

需要注意的是,上述的第3步完全沒有必要,這是因為太空中的阻力完全可以忽略不計,如果探測器的速度和運行軌道都與哈雷彗星相同,那麼就算不把探測器裝在哈雷彗星上,它同樣也會沿著與哈雷彗星相同的軌道運行。

也就是說,只要人類願意,隨時都可以發射一顆與哈雷彗星的速度和運行軌道相同的「人造彗星」,哈雷彗星能去哪裡,這顆「人造彗星」就能去哪裡,根本就不需要等到2061年哈雷彗星再次歸來的時候。那為什麼人類不發射這樣一顆「人造彗星」呢?原因就是這樣做沒有多大的價值。

哈雷彗星的遠日點和近日點分別為35.1AU、0.586AU(注:「AU」為天文單位),最遠也就能到達冥王星的公轉軌道附近(注:冥王星的近日點約為30AU)。

哈雷彗星的軌道週期為76至79年,就算單程減半的話,它從近日點到遠日點也需要30多年的時間,時間拉得太長了,相對而言,人類直接向太陽系週邊發射的探測器所需要的時間就要短得多,比如說人類于2006年發射的「新地平線號」探測器,只花了大約9年半的時間就抵達了冥王星附近。

再說了,太陽系中的天體密度比想象中的要稀疏得多,很可能哈雷彗星在完成了一個公轉週期之後,都不會靠近一個有探測價值的天體,也就是說,就算人類發射了一顆與哈雷彗星運行軌道相同的「人造彗星」,也大機率不會有什麼有價值的收穫。

這也就意味著,如果人類將探測器裝在哈雷彗星上,那這個探測器很可能也只能幫助人類更好地瞭解哈雷彗星本身,而在過去的日子裡,人類已經通過各種觀測方式(包括前文提到的抵達觀測)對哈雷彗星已經有了較為全面的瞭解,因此單獨向哈雷彗星發射一個探測器,也沒有太大的價值。

小結綜上所述,當2061年哈雷彗星再次歸來時,人類是有能力將探測器裝在哈雷彗星上的,但由于這樣做並沒有太大的價值,因此屆時的人類很可能不會這樣做。

好了,今天我們就先講到這裡,歡迎大家關注我們,我們下次再見。

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