繞著太陽運行每隔76年接近地球一次的哈雷彗星,在人類歷史中已經留下29次觀測記錄,在1986年再度接近地球。過去人類所能做的只是抬頭仰望並對它感到恐懼而已。但是現在情況不同了人類已經擁有能脫離地球重力圈的太空火箭與抵達太陽系其他行星的探查機。1981年9月各國科學家聚集在義大利的帕瓦多(Padova)召開針對哈雷彗星探測的"內部機構聯絡協議小組"(IACG)。當時正處在東西方冷戰的高峰,各陣營還是跨越政治籓籬為了科學觀測針對組織互助體制的議題做討論,會議在極友好的氣氛下進行,科學家也將這歷史性集會稱為"帕瓦多盟誓"。參加1985年的哈雷彗星探測計畫的有美國、蘇聯、歐洲與日本。由各國分擔觀測作業決定共同迎擊睽違76年即將飛越地球的哈雷彗星。以下介紹各國應對狀況,歐洲與日本在此之前都沒進行過深太空任務,甚至連探索月球任務也未執行過。其中日本與其他國家相比整體太空實力是相對低下的,所需進行的預備工作最多,歐洲至少還可直接利用發射能力不錯的亞利安1火箭。而美蘇兩強則是讓其他在太空中的探查機改變軌道去執行彗星探測任務。

 

 

 

歐洲

ESA開發的哈雷彗星探查機喬托號(Giotto)發射重量583公斤,是歐洲首個脫離地球重力圈的太空船,在此之前歐洲太空活動區域僅限於地球重力圈內,伴隨著需要開發探查機引導至遙遠目的地的航法計算軟體。由英國航空宇宙機構建造的"靜止軌道多實驗衛星GEOS"衍生而來並且修改成增加1毫米鋁製薄板防塵罩並使用克維拉纖維來保護太空船在1985年七月由亞利安1火箭發射。嘗試近距離拍攝哈雷彗星的核心而被稱為神風任務。

 Giotto_1985-1992.jpg  

     

 

蘇聯

在冷戰時代維加1與維加2(Vega1&2)是蘇聯例外對外公開的太空任務,兩架重達5噸的姊妹探查機以三層鋁合金製成裝甲由質子號火箭發射,先抵達金星後釋放著陸機到金星表面,再借助金星的引力協拋改變軌道朝哈雷彗星前進。

Vega.jpg  

 

 

 

日本

在日本哈雷彗星探測計畫由宇宙科學研究所(ISAS)進行,該計畫稱為Planet-A計畫,是日本首個脫離地球重力圈的探測計畫。對於當時的日本有四個影響計畫成敗的關鍵,第一、就是主角探查機必須存活在遙遠的宇宙中所以要比以往的衛星更強健,第二、就是發射探查機的運載火箭,第三、日本還缺少能夠與1.7億公里外通訊聯絡的天線,第四、能夠確實將探查機引導至遙遠目的地的航法計算軟體。要有強壯又優秀的探查機,面對這難題ISAS決定準備二個構造相同探查機來解決問題,將第一個探查機做為測試機發射並藉此找出隱藏的問題,半年後再以調整改進後的探查機正式挑戰。兩個彗星探查機分別稱為先鋒號(Sakigake/MS-T5)與彗星號(Suisei/Planet-A),當時日本的運輸載具分成宇宙開發事業集團(NASDA)的N系列火箭(美國授權製造)與宇宙科學研究所(ISAS)的國產M系列固態火箭,NASDA負責發射大型的氣象衛星、通信衛星與技術實驗衛星(ETS系列),科學探測任務則由ISAS專門負責,從ISAS的M-3SII火箭性能往回推算只能發射140公斤重的小型探查機,而其中容許搭載的觀測儀器重量只有15公斤。與其他國家探查機相比顯得十分嬌小。M-3SII還是緊急開發出來的火箭發射能力是M-3S的2.5倍但是全段採用固態推進劑而沒在上面級使用液態火箭來調整軌道精度、很難控制,還受到來自國外的揶揄。為了能夠和位在遠方的探查機隨時聯繫,在長野縣臼田建設重量1980噸 直徑64公尺的東方第一巨大通訊天線,也在短短二年內趕工完成。航法計算軟體的開發也充滿挑戰,在探測哈雷彗星之前日本的實際經驗最遠只達3.6萬公里的靜止軌道,這次卻必須跨越1.7億公里而且對象還是時時刻刻都在改變位置的天體。1985年一月利用M-3SII將先鋒號發射升空,送入軌道的精度比預期的高,為了飛越哈雷彗星這個目標展開一年多的旅程。1985年八月把先鋒號的資料加以調整後的彗星號也發射了,彗星號以紫外線照相機捕捉哈雷彗星身影讓研究人員推測哈雷彗星是以53小時的週期轉一圈,此外彗星的表面是覆蓋著塵土。

Sakigake  

 


亞美利加

什麼事都要爭第一的亞美利加當時因為預算問題而無法開發新的哈雷探查機,只好把正在使用中的太陽風探查機『IEEE-3』改變軌道執行彗星探測任務,重量479公斤的探查機在1978年由Delta 2000系列火箭發射,並賦予新名字『國際彗星探險者號(ICE;International Cometary Explorer)』,在1986年三月底ICE從太陽與哈雷彗星間通過時,其他國家的探查機在三月初已經在彗星附近執行任務了。ICE有穿越哈雷彗星尾巴但是與慧核的最小距離有2800萬公里.......而1910年哈雷彗星飛越地球的最近距離是2080萬公里,這距離的表現可謂荒腔走板。但ICE有早一步進行Giacobini-Zinner彗星的探測,因此也得到世界第一架彗星探查機的榮譽。

International Cometary Explorer.jpg  

 

    

跟哈雷彗星遭遇 

到了1986年初各國的彗星探查機已全員到齊,在太空中有歐洲的喬托號、蘇聯的Vega1與Vega2、日本的先鋒號與彗星號、美國的國際彗星探險者號,這六架探查機被稱為哈雷彗星艦隊。三月初Vega1率先在距離慧核9000公里處成功拍攝500多張影像,讓科學家清楚了解隱藏在噴發出的大量塵土下的慧核正確軌道。接著是彗星號因為沒有裝甲保護只能在15萬公里遠處進行面的觀測,觀測哈雷彗星整體的廣大範圍,捕捉到包圍哈雷彗星的巨大氫氣雲層。Vega2接近到距離慧核8200公里處,因受到彗星噴出塵土影響太陽電池輸出功率大幅降低而失去部分觀測機器但也觀測到慧核具有數個噴射源,其外型呈現長11公里寬7.5公里的啞鈴形狀。先鋒號則是觀測彗星周圍的太陽風、磁場、等離子體。喬托號以Vega1&2所提供的詳細軌道資訊,在距離1963公里處拍下哈雷彗星真面目(下圖),接著繼續接近到距離慧核596公里處受到不斷噴出塵土猛烈攻擊,使得天線不再指向地球,最後雙方以每秒68公里速度交會而過而被稱為神風任務。

 1980年代的科技各國的彗星探查機只能進行飛越(flyby)任務,有的探查機沒有軌道修正主引擎,並以自旋穩定方式控制姿態。一直到2014年的歐洲Rosetta探查機才首次進入環繞67P/Churyumov-Gerasimenko彗星的周回軌道,也釋放Philae著陸機到彗星表面上。2061年哈雷彗星再度飛越地球時,太空強權派出的探查機除了成為其衛星外也會登陸在彗星表面上攜帶樣本回地球吧。

ESA喬托號拍下的哈雷彗星真面目

halley.jpg  

 

哈雷彗星艦隊紀念郵票

紀念哈雷艦隊的郵票.jpg  

太空梭出現在郵票裡是因為當年挑戰者號升空不久發生爆炸震驚世界跟探測彗星無關。

紀念哈雷艦隊的郵票.jpg  

 

 

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