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耗资3.33亿美元的太空“焰火”
7月4日，美国独立日的夜空被无数美丽的焰火点缀，但最引人注目的一朵焰火绽放在距地球1.32亿km处的太空中：美国宇航局的“深度撞击”号宇宙探测器发出撞击舱，以10.2km/s的宇宙速度撞击坦普尔1号彗星。4日凌晨，人们甚至用肉眼都能看到这朵熠熠生辉的太空焰火。
耗资3.33亿美元的“深度撞击”号宇宙探测器所肩负的任务不仅仅是制造一次绚丽的人造天象，它要解答的是长久以来人类对于彗星本身、太阳系的形成、甚至生命起源的诸多疑问。
2005年1月12日，美国佛罗里达州卡纳维拉尔角航空站，“深度撞击”号宇宙探测器搭乘“德尔塔II”型火箭前往太空，开始了它的“追星”之旅。
科幻成真
“弥赛亚”号的船员们望着太空中美丽的蔚蓝色星球，毅然发动飞船向彗星撞去，用最后的 4颗核弹与它同归于尽。就在进入大气层前，彗星被炸得粉碎。碎片化作无数金色流星划过天空，就像美丽的精灵保护着人类家园。这是1998年好莱坞科幻灾难影片“DeepImpact”（中文译名《深度撞击》）中的感人一幕。
由于“深度撞击（DeepIm Pact）”宇宙探测器与这部电影同名，场景也“似曾相识”，于是 7月4日的“亲密接触”难免让人浮想联翩。在《彗星撞地球》中，人类的生存受到了一颗迎面而来的质量约500Mt的彗星的威胁。眼看浩劫即将降临，美国政府发射了一艘名为“弥赛亚”的宇宙探测器，试图登陆彗星，用核弹将其炸碎，或使其偏离原来的轨道。但是因为对彗星结构了解不足，核弹虽然顺利引爆，彗星却没有被炸碎，而是分成大小两块继续向地球撞去。为了保全人类，和地球失去联系的“弥赛亚”号最终选择牺牲自己，进行了一次悲壮的“深度撞击”。
而1998年的全美电影票房冠军《绝世天劫》（Armageddon）中，更煞有介事地描写了一个人类战胜天外煞星的故事。为了摧毁一颗向地球袭来的巨大陨石，好莱坞巨星布鲁斯·威利斯扮演的钻井工人摇身一变，成为拯救世界的英雄。他带领一群手下登陆陨石，用最擅长的钻井技术贯穿至陨石中心，成功引爆了这颗灾星。
当然，7月4日的真实版“深度撞击”与科幻灾难电影有着天壤之别。坦普尔1号是一颗运行轨迹不可能威胁到地球的彗星，这次的“深度撞击”也并不是要摧毁它，而是为了深入探索彗星的真实构成。
事实上，研究人员也曾经设想过让探测器在彗星上进行软着陆，凿开彗星的外壳，取出样本，再带回地球。但是现阶段这样的想法只能在科幻片中出现。暂且不考虑科学家对彗星构造了解甚少，仅在彗星上着陆和起飞就困难重重。美国宇航局的科学家把彗星形容为“性情古怪的野兽”。急速运行的彗星上，表面除了剧烈地喷发，周围还被密集的星尘包围，在这样恶劣的“气候”下着陆和起飞都是难以想象的，当然也更不可能出现在《绝世天劫》中驾驶着太空车在彗星上横冲直撞的场面。
科学家认为，在彗星上撞开一个缺口是目前最实际的研究彗星方式，也将为人类飞行器探索太阳系探索新的方法。从2001年2月12日美国无人空间探测器“舒梅克”在433号小行星（爱神星）上实现了历史性登陆，到今年欧洲航天局制造的“惠更斯”号探测器于1月14日在土卫六上着陆，人类已经进入驾驭无人探测器登陆地外天体的时期。
“深度撞击”也是随着这一潮流发展的结果，只是探索的方式更加非传统，更戏剧化。有科学家开玩笑说：“朝彗星扔一个铜球。有人可能会说：这是穷人的探测器，但是，这确实也是很聪明的办法。”
约翰·霍普金斯大学的行星天文学家哈尔·维渥认为，“深度撞击”是一项非常值得期待，同时又“相对廉价”的探索彗星试验。他说：“我们需要炸得越深越好，看看里面是什么？”
此次撞击的对象——坦普尔1号彗星，它每5.5年环绕太阳飞行1圈。科学家们之所以选择坦普尔1号，是因为该彗星有代表性，适合对所有彗星的研究；坦普尔1号的轨迹位置会经过火星和木星，作为被普通飞行器撞击的“靶子”相对合适；而且这个撞击地点也适合从地球上进行观测。
追星之旅
经过耗时6个月、里程4.31亿km的太空飞行后，“深度撞击”探测器“拦截”到正远离地球的坦普尔1号彗星。1996年，3位美国科学家德拉美尔、白勒顿和赫恩向美国宇航局提出揭开彗星内部秘密的撞击计划。在对撞击舱的导航系统进行改进后，计划于1999年11月1日启动。
主要参与机构是美国宇航局喷气推进实验室、美国马里兰大学和鲍尔航天技术公司。整个“深度撞击”宇宙探测器耗资3.33亿美元。
2005年1月12日，美国佛罗里达州卡纳维拉尔角航空站，“深度撞击”号宇宙探测器搭乘”德尔塔Ⅱ”型火箭成功进入太空。升空35min后，探测舱脱离火箭，进入预定轨道，展开并固定太阳能电池板，开始了自己的“追星”之旅。
经过耗时6个月，里程4.31亿km的太空飞行后，“深度撞击”探测器“追上”了坦普尔1号彗星。事实上，说“追击”并不完全准确，因为坦普尔1号彗星的运行速度高达10万km/h，“深度撞击”号的速度则不到8万 km/h。探测器的航行轨道是在经过精确计算后与彗星交叉，“拦截”到正远离地球的坦普尔1号彗星。
6月22日，“深度撞击”探测器观测到了坦普尔1号彗星上冰雪喷发的奇景。此前的6月14日，“哈勃”太空望远镜曾观测到坦普尔1号彗发的照片。“深度撞击”项目首席科学家说，6月22日的这次彗发形成，规模比第一次更大。“深度撞击”号上的分光计探测到，彗星喷发出的水蒸汽增加了1倍，二氧化碳等气体增加更明显。探测器拍摄的照片显示，在大约半天的时间里，坦普尔1号彗星上大量碎冰和各种微粒喷发出来，形成彗发，这使彗星在外形上变得更大更亮。喷发没有影响到撞击计划，也没有影响探测器安全，还让探测器上的仪器探测到其中的物质成分。
惊天一击
6月23日，“深度撞击”宇宙探测器进行了一次轨道调整后，向坦普尔1号彗星急速飞去。按计划，探测器在7月2日下午进行最后一次轨道调整，随后就释放撞击舱。
地面控制中心的工作人员将引导这个探测器飞行约22h并逐渐接近彗星。7月4日，它以约3.7万km的时速撞入彗核。为了确保撞击的精确性，科学家们对“深度撞击”号进行了反复的测试和核查，飞行计划还曾两度延迟。
为了让民众更加关注天文研究，探测器上天前，美国宇航局的“深度撞击计划”网站上还发出邀请，任何人想让自己的名字随探测器一起进行大碰撞，只需登录网站签名，其名就会被刻上一张特殊的光碟，随探测器一起飞往彗星。7月4日，包括上万名中国人在内的全球 56万天文爱好者的名字随着“深度撞击”一同飞向坦普尔1号彗星。
科学家说，整个撞击过程就像是“一颗子弹驮着的另一颗子弹，要在正确的时间、地点去击中第三颗子弹”。
在撞击前2s，撞击舱完成使命前会将图像和数据最后一次发回宇宙探测器。撞击后，“深度撞击”母船也将在距彗星500km处拍摄撞击的细节。在爆炸的碎片击中自己之前，母船有15min的时间拍摄爆炸的全过程，此时它也进入“装甲”状态，抵御来自彗星的碎片，科学家几乎在同时收到即时发回的图片和数据。
“隔岸观火”
为了全方位观测首次人造天象，包括“哈勃”、“钱德拉”、“牛顿”和“斯皮策”在内的著名太空望远镜都对该彗星进行观测研究。在地球上，美国基特山天文台、欧洲南方天文台以及各国的天文学家和天文爱好者都会将天文望远镜聚焦坦普尔1号彗星。
撞击后6年，坦普尔1号彗星将进入中国人视野。坦普尔1号原来的亮度约为11等星，撞击后发生剧烈爆炸，则升级到7等星。在晴朗的夜空，口径30cm以上的高质量望远镜就能观测到。由于人的肉眼在明朗夜空只能看到第6等星，只有撞击异常剧烈，人们才可能通过肉眼看到壮观的人造太空焰火。
对于长径14km、短径4.8km的坦普尔1号来说，即使撞出足球场那么大的坑，也不会对其产生明显影响。经过估算，撞击会使彗星的速度增加1×10[-4]mm/s，但这也只是使它原来5.5年半的轨道运行周期减少1s而已。撞击发生时，坦普尔1号彗星远在地球1.32亿km以外，正远离地球飞去，其碎片也不可能撞上地球。
对于撞击产生的影响，美国宇航局喷气推进实验室“深度撞击”探测计划科学家唐·约曼斯打了一个形象的比喻：“从科学角度来看，这一撞击就好比让一只蚊子冲进一架波音 767客机，完全不会影响到彗星本身的运行轨道。”
不过，这次“深度撞击”也将为地球未来可能遭遇小天体撞击的危险积累一些研究数据，以便将来能“转守为攻”。 1994年7月16日，苏梅克-利维9号彗星同木星相撞，造成人类观测到的太阳系中最大的爆炸。撞击持续了一个星期，其威力高达6亿t级——相当于现有核武器的总威力的75倍，在木星表面造成了地球大小的伤口。如果这样的撞击发生在地球上，毁灭性后果不言而喻。 2004年圣诞节前夕，天文学家发现，一颗直径为400m的小行星正向地球飞来。虽然美国宇航局宣布它击中地球的概率仅为1/71，000，但人们难免担心《深度撞击》中的浩劫场面会成为现实。
也许人类永远都无法正确估算出天体撞击地球的概率，但这一次“深度撞击”的主动出击，能让我们看到动用人类自己的力量避免天外灾难的可能性。
科学探索
当然，对科学家来说，“深度撞击”的意义远远超过防范不速之客或制造太空焰火。最让科学家着迷的是这些太阳系“流浪冰山”内部的真正构造。为什么要了解彗星呢？
因为它们是太阳系中最原始的天体，它们是由形成行星的最原始材料构成，包裹了46亿年历史原始材料的天体化石，“‘深度撞击’这个大胆的计划能帮助我们找到自己的本源。”美国宇航局总部太阳系分部主任安迪·丹兹勒这样解释“深度撞击”的目的。
无论在东方还是在西方的古代文化中，彗星常常被赋予噩兆的形象。喜观天象的古人们把它当做天体的入侵者，“扫帚星”的出现总是象征着对完美天庭的破坏，预示天下大乱。而直到1705年英国天文学家艾德蒙德·哈雷爵士预测，哈雷彗星将以75年为周期访问地球的理论在1758年被证实后，人类才开始揭开彗星的真正面目。
彗星是主要由冰石混合体构成的小天体，把它比喻成“宇宙中的冰山”，并不是形容它的体积庞大，而是因为这些拖着尾巴的古老冰块背后，可能隐藏着太阳系形成，甚至地球上生命诞生的巨大奥秘。由于我们对于这些天外来客知之甚少，对于其原始内核更不了解。因此，科学家们希望此次撞击能足够使内核暴露。
根据目前被普遍接受的太阳系起源“星云说”，太阳系内所有天体都是由原始太阳星云聚集而生的。太阳系内的其他天体构成物质经过40多亿年的演化，与形成初期有了很大的变化，惟独彗星所包含的物质结构和成分基本还保持在形成初期的原始状态。美国天文学家惠普尔等在1964年提出了彗核是脏雪球的理论。他们认为彗核是由冰冻的固态气体分子 （H2O、HCN、CH3、CO2、CN等）夹杂着宇宙尘埃组成，组织疏松。后来，前苏联天文学家威斯萨斯基和莱文对他的理论再进一步发展，提出彗核是不良导热体。当彗星沿椭圆形轨迹飞行靠近太阳时，仅彗核表层受热被蒸发在太阳辐射和太阳风的作用下就会出现长长的彗尾。而内部则受热很慢，仍保持冰冻状态。再加上彗星大部分时间都是在远离太阳的温度空间。因此探索彗核的物质构成，就像得到45亿年前的太阳系化石，对研究早期太阳系形成有重要意义。
此外，彗核物质还有一部分是由原始的宇宙尘埃——星尘构成，有科学家猜测星尘中的有机物可能是地球上形成生命的起源。一种理论相信，距今 39亿年前，处于碰撞时期的彗星被抛向太阳，其中一部分降落到当时炙热无比的地球后，融化形成了海洋。因此，来自彗星的水和各种有机分子很可能给死气沉沉的早期地球带来了生命的种子。
事实上，先于“深度撞击”的历险，人类的宇宙探测器已几次“拜访”过彗星：1985年9月，美国7年前发射的1艘空间探测器穿过了1颗彗星的彗尾；同年，欧洲航天局发射了乔托探测器，第一次近距离地观测到哈雷彗星的彗核；1992年该探测器成功地飞抵1颗彗星，用多种实验设备对那颗彗星进行了为期2周的近距离观测。2004年3月，欧洲航天局也发射了其第一个彗星探测器“罗塞塔”。
2004年1月2日，美国宇航局派遣的宇宙探测器“星尘”号与彗星进行了一次最亲密的接触。经过5年的漫长飞行后，“星尘”号终于靠近了彗星威尔德2号。它在相聚的短短8min时间里拍下了清晰的画面，还“捕捉”到了彗星的尘埃。
科学家借助安装在美国“星尘”探测器上的一种新型光谱仪发现，彗星尘埃中存在一类被称为PQQ的辅酶，它是产生遗传物质的必要一环。这也进一步佐证了彗星星尘带来的有机分子帮助地球产生生命之说。
目前，“星尘”号正在凯旋途中，它的太空舱预计将在 2006年1月降落于美国犹他州。届时科学家们将收到一份来自太空的珍贵“包裹”，他们盼望从这些细小的彗星尘埃中得到更多解开生命起源秘密的钥匙。与此前的彗星探测计划相比，此次“深度撞击”号又向前跨进了一步，这是人类主动向彗星索要秘密。
当地球上的人们目睹绚丽的太空焰火的同时，科学家们能进一步揭开彗星的神秘面纱，长久以来被人类视为“煞星”的太阳系流浪者彗星将对我们讲述亿万年前万物起源的故事。
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