叩问宇宙尘埃——“星尘”探测计划续一 辰光/文

（接续上一期）

一是“王尔德2”彗星很新鲜。在1974年同木星相遇之前，“王尔德2”彗星在寒冷的外太阳系中得到完好保存。进入新轨道后，“王尔德2”现在距离太阳已近得多了。当一颗彗星靠近太阳足够近时，它的一些成分会被烤掉而进入星际空间。在经过太阳大约1000次后，彗星就会丧失掉它的大部分挥发性成分，从而不再产生彗发或彗尾。由于“王尔德2”彗星经过太阳只有几次，所以它仍然保持着自己的大部分尘埃和气体——这就是说它们是“纯正”和“原始”的。到“星尘”探测器与“王尔德2”彗星相遇时，“王尔德2”环绕太阳才5次，而“哈雷”彗星则已经过太阳超过100次。

二是“王尔德2”彗星实可谓“天时地利”——在正确的时间处于恰当的位置。科学家们已找到一条飞行路径，它允许“星尘”探测器能以每小时“仅”21880千米的相对速度低速飞过“王尔德2”彗星。由于这一“低速”，“星尘”探测器上的收集器才能捕获彗星尘埃，而不会让尘埃穿透收集器并从背面逃走。这样，彗星尘埃方可被带回地球分析。

如何捕捉彗星“绒毛”

“星尘”探测器将于2004年1月与“王尔德2”彗星相遇，届时“星尘”和“王尔德2”都将处于火星轨道之外。尽管那时“星尘”和“王尔德2”都将远离太阳，太阳热能仍然足以导致粒子从彗核表面被蒸发出来。“星尘”将在距离“王尔德2”不到100千米处飞过。彗星碎片将击中“星尘”的收集器，击速可达高能步枪射出子弹速度的6倍。

为捕捉和保存如此高速的彗星“绒毛”——尘埃样本，需要使用一种叫“空胶”的独特材料作为介质。空胶是一种硅质固体，具有多孔的海绵状结构，其中99%的体积是空的。空胶比玻璃的密度低1000倍，绝缘性却又比玻璃纤维高39倍。空胶是已知的最轻质固体，因此被认为是能捕获来自彗星的粒子、同时又不会伤害这些粒子的最好材料。当高速的尘埃粒子击中空胶，粒子会埋入空胶，并在其中产生一道红萝卜形的痕迹，轨迹长度可达粒子本身长度的200倍。由于空胶是半透明的，因此科学家们能利用这些轨迹来寻觅尘埃粒子。轨迹在进入点处是最大的，粒子则能在“红萝卜”的尖部得到完好无损的收集。

寻找人类的“宇宙之根”

上面已经提到，“星尘”探测器要到2004年才开始拦截“王尔德2”彗星，那么，在此之前“星尘”只是在宇宙空间漫游吗？不，它还有另一项重要的任务——收集星际空间尘埃。

在我们的太阳系中，穿行着一股粒子流，星际尘埃就包含于这股粒子流中。科学家们急于了解这些尘埃，以便于从中获取有关地球、其他行星和生命形成过程的更多信息。

没有人知道典型的星际尘埃微粒是何种模样，但科学家们至少已知道它们同房屋中的微尘或绒毛状尘埃大不相同。科学家们说，当一片黑暗区域沿着银河系中心运动时，这些微粒以每秒20千米-25千米的速度飞驰，仅凭肉眼即可观察到星际尘埃。这些粒子中包含着在恒星中产生的化学元素。由于人体中的每个原子其实都源于星体内部，因此，通过研究星际尘埃粒子，理论上就能找到人类的”宇宙之根”。

前面同样已提到，“星尘”探测器上配备着装有空胶的特殊收集器，空胶能俘获粒子并安全地保存至探测器返回地球。空胶收集器实际上有两面。一面用于收集星际尘埃，另一面则用于收集彗星尘埃。地面人员为“星尘”探测器定向，以便控制它的哪一面朝向尘埃流。

自2000年2月22日至5月1日，“星尘”探测器完成了对星际空间尘埃的第一阶段收集。当时，“星尘”探测器的定向是让星际尘埃粒子打在收集器背面。收集过程开始时，探测器的“样本返回舱”开启，收集器移出舱。收集完成后，收集器缩回舱中安全保存。按照计划，“星尘”探测器将于2002年中期开始进行第二阶段星际尘埃收集。

完成所有任务后，”星尘”探测器将于2006年在美国空军的犹他州测训场着陆，样本将立即被交给科学家们作分析。

（全文完）