格林尼治時間2004年3月2日7時17分（台北時間3月2日15時17分），歐洲航天局的“羅塞塔”彗星探測器由阿麗亞娜－5G型火箭運載，從法屬蓋亞那庫魯航天中心升空，踏上了它追逐一顆彗星的旅途。台北時間2016年9月30日19時19分，歐空局確認羅塞塔號探測器已成功著陸67P彗星表面，羅塞塔號十二年太空探測使命結束。
基本介紹
歷史背景,提速原理,完成調整,飛躍火星,完成任務,最後任務,十二年太空任務回顧,67P彗星百科與新發現,
歷史背景
美國宇航局計畫
1991年，“羅塞塔彗星彗核取樣計畫”被列入了ESA和美國宇航局(NASA)的計畫之中。一個以“羅塞塔”命名的彗星探測器將把一個著陸器和一個返回艙送到特定彗星上面。然後，著陸器將在彗星表面提取樣品，返回艙把這些樣品帶回地球。科學家希望“羅塞塔”號成為天文學的“羅塞塔”石碑，提供彗星保存了數十億年之久的太陽系初期信息，通過研究這些信息，科學家可以打開通向太陽系古老歷史的大門。2004年3月，羅塞塔號終於由庫魯航天中心發射升空。它將用12年的時間去追趕丘留莫夫-格拉西緬科彗星(67P/Churyumov-Gerasimenko)，並最終在彗星的上空停留，成為這顆彗星的人造衛星。
羅塞塔號廣角相機拍攝於9月29日，距67P彗星約23公里。來源：ESA
羅塞塔號廣角相機拍攝於9月29日，距67P彗星約23公里。來源：ESA“羅塞塔”號探測器
羅塞塔號探測器 羅塞塔號裝備了一對各長14米的太陽能電池陣列，有超過60平方米的面積最低可以提供400瓦的功率。羅塞塔號的著陸器“菲萊”將在丘留莫夫-格拉西緬科彗星的彗核表面鑽一個深度超過20厘米的洞，從彗核的表層以下提取物質，然後放到顯微鏡下研究。環繞彗核飛行的將近兩年時間裡，羅塞塔號還將目睹彗核逐漸接近太陽的時候，彗核上的物質(主要是冰)逐漸升華，形成彗發和彗尾的過程。整個任務將在2015年12月結束。
詳細參數
歐洲“羅塞塔”彗星探測器重約3噸，大小約12立方米。它共裝備了10個科學探測儀器，這些儀器將分析彗星的物理和化學構成及其電磁和引力的特性等。 “羅塞塔”接近彗星後，將分為軌道飛行器和登入器兩部分，是第一個登入彗核表面的探測器。彗星登入器將實地研究彗核的表面，以及表層下的成分構成、硬度、密度等，它還裝載了一個特殊的照相機，屆時將把它拍攝到的照片傳回地球的地面控制中心。 科學家將“羅塞塔”與彗星相會點選在了彗星距離太陽6.72億公里的軌道最遠處這一相會處與地球的距離為5億公里。預計2014年1月，“羅塞塔”將到達距彗星幾公里處，並在這一高度的軌道上圍繞彗星運轉。同年10月，它將向彗星發射登入器。 此後，“羅塞塔”將與彗星共同度過17個月，雙方在此期間將不斷向太陽靠近，直至彗星到達距離太陽最近軌道處時，它的探測壽命也將隨即終結。
提速原理
拍攝燈火通明的大陸夜景時，羅塞塔號
羅塞塔號探測器 歐洲航天局2005年3月7日發布公告稱，2004年3月發射的歐洲“羅塞塔”彗星探測器於本月4日首次飛經地球，“羅塞塔”利用了地球引力的彈弓效應，大幅度提升了飛行速度。
“羅塞塔”探測器計畫用約10年時間追上一顆名為丘留莫夫-格拉西緬科的彗星。如果一切順利，預計在2014年1月，“羅塞塔”將到達距這顆彗星幾公里處，並成為人類首個圍繞彗星運轉、進而施放登入器在彗星表面著陸的探測器。然而追趕彗星需要巨大的能量，“羅塞塔”探測器重達3噸，所攜帶的能量是有限的。因此，科學家專門設計了讓“羅塞塔”3次飛過地球，並且在2007年與火星“擦肩而過”的路程。這樣，在這幾次巧遇中，“羅塞塔”將利用地球或火星引力的拉扯效應，大幅度提升飛行速度，同時節省飛行能量。
航天專家指出，地球的引力好比是一個跳板，而探測器好比石子，在跳板的彈力作用下，石子的運動速度可以大大提高。“羅塞塔”探測器本次是以每小時38000公里的速度在距地面約1954公里的高度飛經地球，此後它的速度還將不斷增大。預計在地球和火星引力的多次拉扯下，探測器最終將得以飛行50億公里路程，趕上丘留莫夫-格拉西緬科彗星。
天文學家認為，彗星是由太陽系誕生初期的物質構成的，由於它自身的溫度極低並處在溫度極低的宇宙空間，因此在太陽系誕生46億年來，彗星幾乎始終保持著形成初期的狀況，對它進行研究將有助於人類揭開太陽系形成之謎。
完成調整
從事“羅塞塔號”彗星探測器飛行指揮工作的科學家們日前完成了對探測器軌道的調整，這一調整將使得“羅塞塔號”將於2007年2月飛越火星。
歐洲宇航局“羅塞塔號”彗星探測器的最終考察目標是“楚留莫夫-格拉西緬科”號彗星，其代號為67P。在抵達目標之前，探測器總共需要經過四次類似的軌道調整，這次調整是探測器進入其預定軌道前的第二次。
“羅塞塔號”彗星探測器於2004年發射升空，2005年3月在環地球軌道上完成首次變軌制動。預計到2007年11月，它又重新回到環地球軌道來旅行。為了讓探測器順利飛越火星，歐洲宇航局的專家們在2006年9月29日-11月13日期間不停地校正著其飛行軌道。經過專家們的這些努力後，“羅塞塔號”探測器屆時將在距離火星表面250公里的高度上飛越火星。
在繞火星飛行期間，“羅塞塔號”還將對自己隨機搭載的一系列科研儀器進行調試並收集部分有關火星的資料信息。在飛到火星背面時，探測器將處於節能狀態，屆時將只有其攜帶的“菲萊”行星登入艙處於正常工作狀態。因為這個登入艙裝備了獨立電源。
“羅塞塔號”彗星探測器2007年的第一個太空探測目標是位於火星和木星間的一顆小行星，主要是研究該小行星的旋轉方向。之後科學家們將通過對該小行星的特徵進行初步判斷從而制定出探測器在2010年左右對該小行星進行詳細探測的計畫。
據來自歐洲宇航局的訊息稱，在近距離飛過火星時，“羅塞塔號”將對火星展開約20個小時的探測。屆時探測器攜帶的照相機和光譜分析儀將收集火星大氣、火星表面以及火星化學構成情況的資料。此外，“羅塞塔號”探測器還將提取火星大氣與太陽風相互作用的信息，並對火星的兩顆天然衛星“火衛一”和“火衛二”進行拍攝。在對火星的探測完成後，歐洲宇航局的科學家們還將檢測探測器飛行特徵及其速度指數是否與專家們預定的相吻合。
飛躍火星
羅塞塔探測器成功飛掠小行星
歐洲航天局發射的“羅塞塔”號彗星探測器2007年2月24日與火星“擦肩”而過，成功藉助火星引力改道，朝著歷時10年的“追星”之旅邁出關鍵性一步。
“羅塞塔”號將於10年內飛越地球3次和火星1次，藉助地球和火星引力場完成改道或加速，於2014年追蹤到“楚留莫夫-格拉希門克”彗星，鑽探取樣，協助科學家探索彗星。航天專家稱，“羅塞塔”號的這次火星改道成功是整個彗星探測計畫的“重要一步”。
“羅塞塔”號彗星探測器的無線電信號24日在靜寂近20分鐘時間後，位於德國西部的歐洲航天局控制中心終於再次收到它的信號。科學家聽到信號聲，不約而同鼓起掌來。
在近20分鐘的時間裡，“羅塞塔”號成功飛越火星，藉助引力場改道。“羅塞塔”彗星探測項目的負責人曼弗雷德·瓦爾豪特說：“‘羅塞塔’還在路上。”
“羅塞塔”號重約3噸，它這次飛越火星的軌道與航天局控制人員預設的軌道非常接近，一度與火星表面距離不足250公里。完成火星飛越的“羅塞塔”號將於2007年和2009年兩次飛越地球，再次加速。
“羅塞塔”號2004年3月2日由“阿里安—5”號運載火箭攜帶，從法屬蓋亞那庫魯基地升空。經過4次地球或火星引力拉扯後，“羅塞塔”號將大幅提升速度，預計飛行71億公里，於2014年進入“楚留莫夫-格拉西門克”彗星軌道。之後，“羅塞塔”號將向彗星表面傳送“菲萊”號著陸器，在彗星冰蓋探測。這將是人類有航天史以來的首次彗星“軟著陸”。
“羅塞塔”號的主要任務是探索46億年前太陽系的起源之謎，以及彗星是否為地球“提供”生命誕生時所必需的水分和有機物質。
完成任務
台北時間9月30日晚19時19分，歐空局（ESA）宣布羅塞塔號探測器已於台北時間18時39分成功著陸67P/丘留莫夫－格拉西緬科彗星，著陸點靠近一個名為“德爾·埃爾·麥迪納”（Deir el-Medina）的深邃天坑附近，位於啞鈴狀的67P彗星較小一側。
9月30日9時20分，羅塞塔拍攝的彗星表面的群山，高度16千米。
黃色橢圓區域為著陸點。右側紅圈為德爾·埃爾·麥迪納天坑。
9月30日9時20分，羅塞塔拍攝的彗星表面的群山，高度16千米。黃色橢圓區域為著陸點。右側紅圈為德爾·埃爾·麥迪納天坑。台北時間9月30日9時20分，羅塞塔拍攝的67P彗星表面的群山，飛行高度16千米。
台北時間9月30日凌晨5時左右，羅塞塔號開始機動向彗星接近，軌道高度19公里，並拍攝彗星表面照片發回地球。16時37分，位於德國達姆施塔特的歐空局控制中心向羅塞塔號傳送最後指令，微調探測器朝向。
在著陸最後階段，羅塞塔號相對67P彗星的下降速度降至0.9米/秒，也就是時速3.2千米/時，接近人類步行速度，但即使這樣的速度也是羅塞塔號無法承受的，畢竟它的設計並不適用於著陸。撞擊過程可能會造成羅塞塔號輕微反彈與再次跌落，扭曲其兩翼14米長的太陽能帆板，損壞儀器設備，但不會再被反彈回軌道上。羅塞塔號機載系統也在著陸時被關閉，不會再運行。羅塞塔號撞擊67P彗星後長眠在這顆4公里大小的彗星上，與菲萊完成了團聚。在著陸前最後時刻，羅塞塔號持續向地面發回67P彗星的探測數據，並傳回了數張高解析度圖像。19時19分，當羅塞塔號發回的信號消失時，控制中心只有微弱歡呼與簡單握手祝賀，大家慶祝任務的終結，也對羅塞塔號的離去依依不捨。從上世紀90年代提出探測計畫至今，一些在現場的科學家已在羅塞塔號項目上花費了三十年的心血。羅塞塔號為什麼要結束任務
羅塞塔號向地球傳回的最後一張照片，飛行高度51米
羅塞塔號向地球傳回的最後一張照片，飛行高度51米自去年8月飛過近日點後，67P彗星正逐漸遠離太陽。67P彗星近日點為1.24個天文單位，而遠日點則達到5.68個天文單位，軌道周期6.45年。隨著離太陽越來越遠，羅塞塔號的太陽能電池陣列發電能力顯著降低，未來將無法繼續維持探測器和科學儀器的運轉。
因此在失去電力前，讓羅塞塔號著陸，近距離獲取67P彗星表面各種科學數據是個不錯的選擇。
歐空局項目科學家馬特·泰勒（Matt Taylor）稱，即使讓羅塞塔號進入休眠狀態，也無法保證在67P彗星重新回歸近日點時，它能夠再甦醒過來。
最後任務
這次著陸也是羅塞塔號最後一次低空飛掠探測67P彗星表面，科學家希望羅塞塔號在最後著陸時刻能夠拍攝到著陸點“馬特地區”（Ma’at region）附近天坑的內部結構，該地區擁有數個直徑超100米，深約50至60米的大型天坑，這些天坑內部可能隱藏有67P彗星誕生初期的秘密。
羅塞塔號正朝著木星方向前進，太陽能電池板提供的電力越來越少
羅塞塔號正朝著木星方向前進，太陽能電池板提供的電力越來越少在67P彗星接近太陽時，這些天坑會變得活躍，向外噴射出塵埃與氣體。此前科學家發現這些天坑的坑壁上有很多寬約1米的疙瘩狀有趣結構，並認為這些結構早在太陽系早期67P彗星形成之初就已存在。
馬特地區一個直徑約130米，被非正式命名為“德爾·埃爾·麥迪納”（Deir el-Medina）的天坑是羅塞塔著陸前重點拍攝的目標，可獲取該天坑在內附近地區極高解析度的圖像。此外，羅塞塔號下降最後階段近距離獲取的彗星表面氣體與塵埃、離子數據是之前無法得到的。
十二年太空任務回顧
羅塞塔號探測器耗資16億美元，於2004年3月2日升空，是歐空局主導、美國宇航局參與的彗星探測任務。
彗星形成於太陽系誕生之時，被稱為“時間膠囊”，保留有太陽系早期遺留下來的最初物質。科學家將其以古埃及羅塞塔石碑的名字命名，希望它能幫助解開太陽系起源與演化，以及彗星在行星形成過程中所扮演的角色等諸多謎團。而著陸器“菲萊”以發現羅塞塔石碑的尼羅河小島--菲萊命名。
羅塞塔號是首顆長期近距離跟蹤觀測彗星的探測器，重約3噸，攜帶了12種科學儀器。美國宇航局為羅塞塔號提供了微波設備MIRO，離子和電子感測器IES，雙聚焦質譜計DFMS，離子和中性分析光譜儀ROSINA。同時，NASA還為歐空局對羅塞塔號的通信提供深空網路支持。
羅塞塔號升空後三次飛掠地球，一次飛掠火星才正式航向67P彗星，這樣做是為了藉助地球與火星的引力，加快探測器飛行速度，節省燃料和飛行時間。
羅塞塔號12年太空任務期間，一共拍攝了11.6萬張照片。
羅塞塔號12年太空任務期間，一共拍攝了11.6萬張照片。此外，羅塞塔在飛行途中還順路拜訪了兩顆小行星。2008年9月，羅塞塔號以不到800公里的距離飛掠了“2867號”小行星，該小行星直徑約5公里。2010年7月，羅塞塔號以3000公里的距離飛掠過小行星“司琴星”，直徑約100公里。
羅塞塔號於2014年8月6日抵達探測目標：67P/楚留莫夫－格拉希門克彗星，伴隨該彗星繞太陽飛行，並在同年11月12日釋放“菲萊”號實施著陸。“菲萊”在著陸後獲取了首張拍攝自彗星表面的照片，並在隨後幾天持續發回有價值的科學數據。但因攜帶的著陸裝置未能發揮作用，菲萊在登入後不久失蹤。
2015年6月至7月，67P彗星接近近日點時，“菲萊”曾短暫甦醒並與羅塞塔號進行了短時間通信。直到2016年9月初，羅塞塔號結束任務前一個月，地面工作人員才在羅塞塔號新近拍攝的67P彗星近距離高解析度照片中找到“菲萊”。
菲萊號著陸器位於67P上的位置。
菲萊號著陸器位於67P上的位置。67P彗星百科與新發現
67P/丘留莫夫－格拉西緬科彗星是一顆軌道周期6.45年，自轉周期12.4小時的小型彗星，直徑約4公里。該彗星由蘇聯天文學家克利姆·伊萬諾維奇·丘留莫夫與斯維特拉娜·伊萬諾夫娜·格拉西緬科發現，也是有史以來第一個有人造探測器降落在彗核上的彗星。
67P彗星中間凹陷，兩頭一大一小酷似“大黃鴨”。科學家利用計算機模擬認為該彗星是由兩顆獨立形成的小型彗星，低速碰撞緩慢合併形成的。羅塞塔號的探測結果表明該彗星噴射出的水汽中氘（氫同位素，原子核多一個中子）含量比地球水體更高，這與1980年代歐空局喬托號探測哈雷彗星的結果相符，這讓地球上的水來自彗星的推論存疑。
