2014年,罗塞塔任务试图将菲莱着陆器降落在一颗彗星上,但没有按计划进行。原本打算将菲莱粘在不太牢固的陆地上的鱼叉机制没有起作用,可怜的菲莱最终在黑暗的悬崖外跳来跳去,落在一个黑暗的悬崖下,无法展开太阳能电池板,无法完成任务。但不要说菲莱没有留下自己的印记。因为确实是这样。从字面上看是这样的。
为了从菲莱的意外冒险中提取价值,研究人员努力确定飞船撞击彗星表面的地点。这需要对菲莱的运动传感器进行艰苦的分析才能重建它的轨迹,同时还需要玩一场极其复杂的游戏,游戏中要玩的是这颗彗星混乱表面前后的图像,其中一个与其他东西不同。
最初的弹跳地点很容易找到,但从那里到它休息的地方的路径就是另一回事了。由欧洲航天局的劳伦斯·奥鲁尔克领导的一项新研究揭示了菲莱撞击彗星67P的另一个地点。凹坑的大小实际上告诉了我们一些关于彗星是什么样子的不同寻常的东西。
研究人员最终发现了一个他们称之为“头骨顶脊”的地方,在那里,一对被裂缝隔开的巨石似乎与菲莱相遇。着陆后,那个缝隙里出现了一个亮点,好像表面的灰尘被清除了,露出了巨石中的水冰。事实上,来自图像的光谱数据证实了亮点主要是水冰。虽然水冰构成了彗星的很大一部分(通常被粗鲁地称为“脏雪球”),但彗星的表面是由阳光将最外层的冰带走时留下的一层尘埃组成的,所以实际上看到那里的冰很能说明问题。
菲莱最初的着陆地点是一个平坦的地方,很可能被厚厚的一层尘埃覆盖着。它与这块巨石的相遇代表了它与更类似于彗星内部的某种物质的相互作用。
研究小组估计它留下的凹痕深度约为25厘米。使用记录的100公斤重的飞行器的速度,这使得他们能够计算出巨石的坚固-或者说缺乏,事实证明是这样。他们发现,这块巨石实际上和地球上蓬松的雪一样柔软。
这说明了罗塞塔成功测量到的一件事:这颗彗星极易渗透。高水冰和二氧化碳冰含量可能会让你认为这颗彗星是一个坚硬的冰块,但它大约75%的体积是位于冰粒和尘埃之间的空隙。如果没有强大的引力将物体聚集在一起,彗星就不会那么密集。
这并不是第一次从菲莱的着陆尝试中估计出彗星的物质强度。基于菲莱最初着陆陨石坑的估计要坚固得多,更类似于我们月球的风化层,但那很可能是厚厚的尘埃层。菲莱进行的一项钻探实验得出了一个几乎像岩石一样的拉伸估计,远远超过了其他任何一个。但目前还不清楚钻探的材料是什么,也不清楚它是否准确。
但正如亚利桑那大学研究员埃里克·阿斯普豪格在“自然”杂志上发表的这项新研究的摘要中所写的那样,这一切都突显了以彗星为目标的任务的难度。例如,一个样本收集任务必须仔细考虑要采样什么以及这些材料可能会有什么表现。
Asphaug写道:“这不是第一次发生在小行星表面的不幸事件,也不会是最后一次。”不幸的是,这些发现还表明,采样彗星的最佳地点将不是平坦的平原,而是沿着新暴露的山脊、悬崖和巨石堆,这些地方更难着陆。