探測彗星核心的奧秘

離地球1.37億英哩的地方，美國航太總署革命性的探測器「太空一號」（Deep Space 1）正駛向其使命的終點。

「太空一號」於1998年發射，目的為測試觀念脫胎於於「星艦迷航記」（Star Trek）的一系列新技術，包括離子推進器和獨立導航系統。「太空一號」將在美國的太平洋時間週六下午3:30分完成其最後的科學使命：穿透彗星的氣態外層來觀察其核心。
這將是人類歷史上第二次觀察彗星核心，第一次是歐洲太空局（European Space Agency）觀察哈雷彗星的彗核。由於伯瑞里（Borrelly）彗星的碎片可能將以36,900英哩的時速撞擊「太空一號」，因此，這艘任重道遠的太空船很可能無法從這次任務中全身而退了。
美國航太總署噴射推進實驗室（Jet Propulsion Laboratory）的科學家認為，「太空一號」撞毀之前，他們有望得到伯瑞里彗星彗核的一系列紅外線和黑白照片。

雖然這次花費約為1.5億美元的航行，是美國航太總署所進行過成本最低的太空航行任務，但是，這次新任務就像是玩遊戲時的一個額外獎勵，讓人激動不已。「太空一號」已經完成了主要使命：測試導航、推進和通訊系統，其中許多測試都是有史以來首次進行。
這個探測器的離子推進器重1,000磅，長38.6英呎，是所有試驗技術中最重要的一項。
和普通的太空船引擎一樣，離子推進器通過加速氣體來推動探測器前進。但是離子推進器消耗的不是聯氨（hydrazine；一種氮和氫的混合物），而是氙，而且它使用電荷和電磁引力來加速氣體，而不使用熱和壓力。
「我第一次聽說（離子推進器）是在『星艦迷航記』影集裡。」加州帕沙迪納（Pasadena）噴射推進實驗室「太空一號」專案經理雷曼（Marc Rayman）博士說。
這種系統發出的藍光並不強，只有20／1000磅，但在持續使用數週後，還足夠讓探測器在真空的太空裏以每小時幾千英哩的速度飛行。
雖然在60年代對離子推進器做過一些實驗，但太空飛行器使用這種系統進行飛行還是第一次。
「太空一號」推進器的工作時間截至目前已經達到了第591天，超過以往所有太空船的推進系統。它之所以能維持如此長的時間，是因為離子系統所消耗的燃料只有普通引擎的十分之一。
「『太空一號』顯示了電子推進是將物體送入太陽系的切實可行的方法。」康乃爾大學天文學系主任維佛卡（Joseph Veverka）說。
「太空一號」大部分使用了獨立導航系統來進行飛行。
「太空一號」儲存了大量行星的運行軌道，每週它都會將攝影機對準40到60顆小行星中的一顆。它將小行星的位置和其25萬顆行星資料庫相比較，就可以判斷出自己的位置。
「它是第一個能夠獨立計算出自己在太陽系中的位置的太空船。」雷曼說。
「太空一號」只要知道自己的位置和速度，並且瞭解行星的引力，再加上基本的航行計劃，就可以知道它的航行目標，並能夠獨立進行調整，以符合航行目標。
雷曼表示這個獨立導航系統扮演非常關鍵角色，因為探測器的通訊頻道，即一系列被稱為太空網路的天線已經快接近其通訊極限了，獨立導航可以減輕網路的負擔。
1999年7月，「太空一號」使用獨立導航系統和小行星布瑞里（Braille）擦肩而過，並拍攝了少量照片，但是數量沒有達到科學家的要求。
四個月後，「太空一號」的航行計劃失敗了。但是美國航太總署並沒有放棄這個探測器，而是花了9個月時間重新調整系統。目前這個探測器使用了傳統的地面控制系統來與伯瑞里彗星相會合。
定於2004年1月實施的「深度撞擊」（Deep Impact）彗星探索計劃，將使用「太空一號」率先使用過的獨立導航系統。