遨游太空7载跋涉46亿公里 星尘号首次带彗星回家

　　装有彗星尘埃样本的美国“星尘”号飞船返回舱，在遨游太空近7年后，于北京时间15日18时许在美国犹他州的沙漠中降落。“星尘”号项目是美国第一个专门探测彗星的项目，科学家因此获得了“星尘”号带来的关于彗星的第一手样本，这有助于科学家揭开太阳系起源之谜。

　　 名词解释 “星尘”项目

　　“星尘”是继“阿波罗”计划之后，美宇航局第二个取回外星球物质样本的太空探索项目，也是美国第一个专门探索彗星的项目。

　　开始于1999年的“星尘”项目总投资约1．68亿美元（不包括飞船发射费用），其中约1．28亿美元用于“星尘”号飞船的研发，其余用于项目控制。整个项目由美宇航局下属的喷气推进实验室负责。

　　“苍蝇拍”收集太空尘埃

　　如何捕捉太空中高速运动的彗星物质粒子呢？“星尘”项目设计者邹哲设计了一种介质———硅气溶胶网格，他比作“苍蝇拍”，而喷气推进实验室则较文雅地被比作“网球拍”。

　　这是一种由99．8％的空气和0．2％的硅组成的超轻物质，“几乎可以在空中浮起来”。邹哲解释说，这样的物质“可以像拍苍蝇一样粘住和保存彗星物质粒子，还不影响粒子本身的特性，回到地球上可以研究”，这个“苍蝇拍”还可以捕获从人马座星系来的星际间尘埃粒子，可谓一物两用。

　　 一粒尘埃一个宇宙

　　彗星探测一直是科学家研究了解太阳系、行星和生命起源的重要途径。但由于技术限制，科学家直到近年来才开始拿到彗星成分的“一手资料”。去年7月的“深度撞击”计划让美国宇航局获得了彗星内部的图片，而“星尘”项目是人类第一次用航天器对彗星进行取样研究。美国宇航局曾将该项目形容为“将彗星带回地球”。

　　科学家解释说，研究彗星会揭示太阳系诞生和地球生命起源的奥秘。彗星是太阳系诞生时的残余物质组成的，来源于太阳系外围的柯伊伯带，这里温度常年保持在零下200多摄氏度，比较好地保存了45亿年前刚诞生时的状态。

　　而“星尘”号飞船探测的彗星“维尔特二号”尤其“有趣”。“星尘”项目设计者邹哲解释说，这颗彗星是在1974年才被发现来到太阳系内圈的，它可能受到了土星的引力影响。到目前为止，它在太阳系内圈才运行了5个周期，相比之下“哈雷”彗星已在太阳系内侧转了不少圈了。

　　“这就意味着，彗星的物质变动很少，大部分还保持着太阳系初生时的状态。如果采集其样本，可能获得很罕见的数据，”邹哲说。

　　“星尘”号飞船返回舱除首次为人类带回彗星样本外，也将捎回具有重要研究价值的星际尘埃。科学家认为，星际尘埃很可能保留了太阳系诞生之前宇宙构成的信息。但科学家迄今尚不知道星际尘埃颗粒到底是什么样的，也从未在实验室中研究过具体的星际尘埃样本。

　　飞了34亿公里才遇见“心上人”

　　1999年2月发射后，“星尘”号飞船就朝着自己的主要目标、当时距地球8．2亿公里的“维尔特二号”彗星飞去。这颗彗星迄今仅围绕太阳飞行过约5圈，其中绝大部分原始尘埃和气体保存完好，研究该彗星有助于回答太阳系起源等基础性问题。

　　为了实现与“维尔特二号”彗星最近距离的“亲密”接触，“星尘”号飞船绕太阳转了3圈，跑了34亿公里才遇到自己的“心上人”。2004年1月，书橱大小的“星尘”号与“维尔特二号”彗核的最近距离达到240公里时，飞船上伸出的一个网球拍大小的尘埃采集器，成功捕获到彗星物质粒子。飞船上的光学导航相机还抓拍了一些彗核照片，作为“约会”纪念。

　　此外，在2000年2月至5月和2002年8月至12月期间，“星尘”号还捕获了太阳系星际尘埃粒子。科学家认为，这些粒子可能保留了太阳系诞生之前的宇宙构成信息。

　　在飞行近40亿公里后，“星尘”号飞船于15日在距地球11万公里处将返回舱释放。母船随后点燃推进器，开始在一个永久性轨道上围绕太阳飞行。返回舱随后将冲入大气层，“星尘仆仆”地奔向地球，为科学家送回首个彗星样本。

　　“闪亮快捷”的回归之旅

　　北京时间15日13时57分左右，和科学家的设想一致，“星尘”号飞船在高空中释放出回收舱，携带着彗星尘埃样本的回收舱自由降落、进入大气层。

　　大约4个多小时后，重达45公斤的“星尘”号返回舱以极快的速度穿越大气层，并顺利回到了地面。

　　据科学家介绍，这是一个“闪亮回归”的过程，“星尘”号会磨擦出耀眼的光芒，在距离地面30公里时，它还将释放出一个降落伞，同时进入一个斜道，然后朝着美国犹他州空军基地的方向软着陆。所以，届时美国西部居民可以看到一个亮点飞速划过天边，然后很快下落，亮点的后面和前面闪现着明亮的光芒，亮度和黎明前的金星差不多。而且，“星尘”号回归的速度非常之快，达到每小时4.6万公里，超过了此前任何一个人造太空探测器。

　　按照安排，搜救人员在寻找到“星尘”号返回舱后，将首先将其运往美国军方的达格韦武器试验场进行初步处理。返回舱中的彗星尘埃样本等最终将被送往美国宇航局约翰逊航天中心供科学家研究。

　　运到约翰逊航天中心之后，科学家将打开紧锁的返回舱，研究里面的彗星尘埃和星际尘埃样本。不过，这一研究难度非常之大。因为，“星尘”号带回的彗星尘埃样本十分微小，直径比一根头发丝还细，因此只能在显微镜下进行研究。

　　 “星尘”项目华裔科学家挑大梁

　　尤其值得一提的是，在“星尘”号的背后，还凝聚着一位华裔科学家的心血和梦想，他就是现年65岁的邹哲博士，美国宇航局喷气推进实验室资深研究员、“星尘”项目的设计者和副首席科学家。

　　邹哲博士出生于抗战时期的中国，少年时期经历动荡，20世纪50年代来美国半工半读，先后在加州大学伯克利分校和洛杉矶分校获得学位，后来进入美国宇航局喷气推进实验室进行宇宙工程研究。

　　1981年，邹哲博士首次提出了“星尘”计划的构思，但直到1986年才被美国宇航局接受。当时，“哈雷”彗星的回归使美国宇航局开始重视彗星，不少科学家提出研究计划，而他的“星尘”计划凭构思巧妙、成本低而获得支持，还成为以低成本探索宇宙的“发现”计划的一部分。

　　在足球场上寻找45只蚂蚁“星尘”项目征集志愿者

　　想帮助科学家研究太阳系的起源吗？想成为首个星际尘埃颗粒的发现者吗？美国“星尘”项目正在全球征集志愿者，普通人在自家电脑上就可以分析筛选由“星尘”号飞船返回舱带回的星际尘埃。

　　根据推算，“星尘”号的星际尘埃采集器上应该有大约45个星际尘埃颗粒。与采集到的成千上万个彗星物质粒子相比，在约0．1平方米大的采集器上找到这45个星际尘埃颗粒的踪迹，好比在足球场上寻找45只蚂蚁，必须搜寻160万个小区域，然后才能分析它们的化学和放射特性。仅依靠该项目研究人员至少需要20年才能完成这一工作，因此志愿者的作用在“星尘”项目中显得十分重要。

　　为此，有关方面设立了一个专门网站(http://stardustathome.ssl.berkeley.edu)。感兴趣的人登陆后需要首先进行一个网上测试，通过测试的人将有资格注册成为“星尘”项目的志愿者，并接受网上培训，然后可以下载一个“虚拟显微镜”，帮助筛选星际尘埃。

　　帮助发现星际尘埃的志愿者的名字将出现在“星尘”项目宣布发现星际尘埃微粒的科学论文中。