险些被扔掉的底片，改变了欧洲宇航的历史

缘起：一张险些被扔掉的底片

1969年9月11日，苏联阿拉木图天体物理研究所的天文台里，3个年轻人正忙碌地处理着一张当天通过天文望远镜拍摄的照片。他们从乌克兰基辅远道而来，是为了开展一项观测彗星的课题。**这3人分别是来自基辅大学天文系的博士生克里姆·伊万诺维奇·丘留莫夫（Klim Ivanovich Churyumov）、物理系研究生斯维特娜·伊万诺夫娜·格拉西缅科（Svetlana Ivanovna Gerasimenko）**和一名实验摄影技术助理。往年9月，苹果之城阿拉木图风和日丽，是天文观测的理想时节。然而，这回他们不太走运，当地天气时好时坏，观测工作也时断时续。在9月9日拍摄完第一批照片后，他们就停工了，两天后才得以继续拍摄。

他们观测的主要目标是32P/Comas Solà彗星，然而，屋漏偏逢连夜雨，这天拍摄的照片因处理不当导致底片显影不足，整个图像的中心区域比边缘更亮。在询问导师德米特里·罗日科夫斯基（Dmitri Rozhkovsk）教授的意见后，他们决定将包括底片在内的观测资料带回基辅，而不是丢掉。

谁也不曾想到，这一决定改变了两个年轻人的命运，也改写了欧洲宇航探索的历史。

10月22日，已回到基辅的丘留莫夫重新审视着那张有缺陷的底片，丘留莫夫时年32岁，已经是彗星研究领域颇有建树的青年专家。通过精细计算，丘留莫夫发现，这个散点不可能是32P/Comas Solà彗星，因为它相对于预期位置偏离了1.8度。

这一细节让丘留莫夫和他的伙伴格拉西缅科异常兴奋：这会不会是一颗未曾发现的新彗星？他们检查了在阿拉木图拍摄的其他底片，令人惊喜的是，又有4张底片出现了这个陌生的天体。

这的确是一颗新的彗星，后来以他们两人的名字命名为丘留莫夫·格拉西缅科彗星（67P/Churyumov Gerasimenko），简称67P。（图 2）35年后，丘留莫夫和格拉西缅科将在现场见证，追逐这颗短周期木星家族彗星历程中最激动人心的一刻。

启程：“超级替补”赶上了世纪发射

2004年3月的一天，法属圭亚那库鲁（Kourou）欧洲航天中心，丘留莫夫和他的伙伴格拉西缅科在航天发射场合影留念，身后是树立于发射架上，整装待命的阿丽亚娜5型运载火箭（图 3）。他们的兴奋之情溢于言表，因为本次发射任务将要送上太空的探测器，目标正是探索35年前他们发现的彗星—丘留莫夫·格拉西缅科彗星（67P/Churyumov Gerasimenko）。

作为欧洲航天局彗星探测寻梦之旅的一部分，登陆彗星被视为一大壮举。在经历了与美国国家航空航天局在彗星探测计划上的分分合合后，欧洲航天局在1993年决定单干，批准了“罗塞塔”彗星探测计划。这项探测计划耗资13亿欧元，其探测器以著名的埃及罗塞塔（Rosetta）石碑命名，探测器还搭载了一个登陆器，以埃及方尖碑菲莱（Philae）命名

这项计划最初锁定的目标是另一颗彗星46P/Wirtanen，原定发射时间是2003年1月12日，预计2011年与目标彗星会合。然而，阿丽亚娜5号运载火箭在2002年12月的一次发射任务中发生故障，导致罗塞塔计划的发射任务被推迟。直到2003年5月，项目组经过周密地计算分析后发现，此后更适宜的目标彗星正是丘留莫夫·格拉西缅科彗星（67P）。就这样，冥冥之中似乎有注定，67P成为人类将要登陆探测的第一颗彗星。

2004年3月2日，格林威治时间7时17分，在经历两次发射失败后，携带165千克科学仪器和100千克菲莱着陆器的罗塞塔探测器，由阿丽雅娜5号火箭送入太空，登上了前往67P彗星的征程。

这一走，就是十年。

接触：惊心动魄的“水漂”式登陆

2014年1月20日，德国达姆施塔特欧洲空间运行中心（ESOC）控制大厅内响起一阵阵欢呼声，人们在庆祝罗塞塔号从深度休眠中被唤醒（图 6）。此前，它经历了4次绕地球飞行，1次惊险地掠过火星阴影区（与地球短暂失联15分钟），近距离邂逅2颗小行星（2867 Šteins和 21 Lutetia），并且在地面控制人员的协助下，消除了反应控制系统故障（RCS）。随后，它进入到深度休眠状态，直至此刻被唤醒时，已接近目标彗星。

**此时，罗塞塔号在走过一段既艰辛又神奇的旅途后，将要面对的是一项史无前例的挑战：释放菲莱登陆器登陆彗星。**这项任务无法事先规划蓝图，只能“摸着石头过河”：因为从地球上观测67P，无法获得详细的彗星形态和地形地貌数据，只有在接近目标彗星时进行观测计算，才能获得菲莱登陆所需数据。随着罗塞塔号一步步靠近目标彗星，人们看到了它的庐山真面目：这是一颗一头大，一头小，中间有个“脖子”连接，类似哑铃的天体（图7）。

2014年8月25日，欧洲航天局筛选出5个候选着陆点，9月15日，欧洲航天局最终确定其中的J地点为菲莱着陆目的地，这一地点位于彗星较小的哑铃端，被命名为 Agilikia岛。

11月12日8点35分，菲莱着陆器“告别”罗塞塔探测器，以3.6千米/小时的相对速度接近67P（图 8），15点33分，菲莱在彗星表面登陆，然而，菲莱并没有平稳着陆，像“打水漂”一样在彗星表面连续弹跳了两次，由于彗星表面逃逸速度为3.6千米/小时，以致地面控制人员一度担心菲莱会脱离彗星引力而无法着陆。

**17点33分，菲莱终于稳定着陆了，此时的地址与原定着陆点相去甚远。**原来，登陆器与彗星表面接触时，本应该触发两个锚定标枪插入登陆地点，以防止着陆器反弹，由于初始着陆点表面相对松软，没有触发标枪在着陆时点火发射，才导致了登陆过程惊心动魄、“一波三折”。

**探密：灵敏“嗅觉”**闻出的“凝固时光”

这场耗时两小时的“非典型”着陆，对于菲莱所携带的精密测试仪器是一把“双刃剑”：**一方面导致部分仪器因受到干扰而无法正常发挥功能，另一方面也触发了部分仪器收获“意外之喜”——探测到计划之外的信息。**它“躺”在Abydos区域的一处狭缝中（这一确切位置直到2016年9月2日才被罗塞塔号发现），受悬崖阴影的遮挡而无法充分获得太阳能，只有两天时间可以全力开展工作（图 9）

在获取有关地球起源、生命诞生等问题的“第一手”资料方面，罗塞塔号和菲莱登陆器上检测小分子、离子化合物的“嗅觉”装备扮演了重要角色。这些灵敏的“嗅觉”包括搭载于罗塞塔号上的罗塞塔轨道光谱仪（ROSINA）和搭载于菲莱登陆器上的彗星取样和成分分析仪（COSAC）。每当67P彗星靠近太阳时，其彗核的蒸发物——彗发会增加，这个时候，伴飞彗星的罗塞塔号开启ROSINA仪探测彗发成分，结果探测到了挥发性甘氨酸、甲胺和乙胺，这些都是与生命起源相关的有机小分子化合物。

更大的“惊喜”来自菲莱登陆器，其搭载的COSAC仪可以开启主动采样分析（挑选好东西才“闻”气味）和被动进样分析（遇到什么“闻”什么）两种模式。于是，**从抵达67P表面10千米的高度开始，到初次着陆，再到两次弹跳后的最终着陆，菲莱登陆器上的COSAC仪一直没闲着，以被动进样模式收集信息。**这些信息中，以菲莱第一次着陆后25分钟获取的数据信息量最大，研究人员从中初步解析出16种有机化合物，其中，甲基异氰酸酯、丙酮、丙醛和乙酰胺是第一次在彗星上发现。利用数学统计方法评估后，解析出的有机化合物修正为12种（图 10）。

这些研究成果意义重大，因为科学界曾提出了一个有趣的假说：**有学者认为在太阳系形成早期，彗星曾向地球“播撒”氨基酸、核苷酸等可构建生命体的有机小分子。**利用罗塞塔和菲莱的灵敏“嗅觉”，研究人员如同“闻香”一般探测到了彗星上这些挥发性有机小分子，为研究彗星与地球生命起源的联系，提供了具有关键参考价值的资料。

2016年9月2日，罗塞塔号发现了躺在彗星表面缝隙中、已经耗尽能量、处于休眠状态的菲莱。**9月30日，罗塞塔号完成了自己的使命，它勇敢地奔向67P彗星表面，进行了最后一次撞击实验。**10月14日，一直关注着罗塞塔计划的克里姆·丘留莫夫教授在乌克兰哈尔科夫与世长辞，此时的他已是乌克兰国家科学院院士，留下了800多篇学术论著和1000多篇科普文章。

然而，探索宇宙的孤勇者们，并不曾远去，他们依然在夜空中闪耀着，期待着……