ABOUT THE SPEAKER
Fred Jansen - Space explorer
As manager of the Rosetta mission, Fred Jansen is in charge of the project that could be instrumental in uncovering clues to the origins of life on Earth.

Why you should listen

Fred Jansen manages the European Space Agency’s Rosetta mission, which guided a probe into orbit around a comet and dispatched a lander to its surface -- both firsts in space exploration. Although the lander Philae could not accomplish its full mission before going into hibernation, the data it’s already gathered will immeasurably multiply our knowledge of comets and their contributions to the ingredients of life on Earth.

In addition to his work with the Rosetta Mission, Jansen oversees the ESA’s XMM-Newton, an orbiting x-ray space observatory delving into the most elusive secrets of the universe, including black holes and dark matter.

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Fred Jansen | Speaker | TED.com
TED2015

Fred Jansen: How to land on a comet

佛瑞德·詹森: 如何在一颗彗星上着陆

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作为罗塞塔号任务的管理人,佛瑞德·詹森负责了一个探测器在2014年成功登陆67P/丘留莫夫彗星的项目。在这场精彩幽默的演讲中,詹森披露了一些为了让菲莱探测器登陆一颗距地球5亿公里外的彗星上而作的复杂计算——并且分享了在此过程中所拍摄的一些不可思议的照片。
- Space explorer
As manager of the Rosetta mission, Fred Jansen is in charge of the project that could be instrumental in uncovering clues to the origins of life on Earth. Full bio

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00:12
I'd like to take you on the epic史诗 quest寻求
of the Rosetta罗塞塔 spacecraft宇宙飞船.
0
717
4797
我想带你们进入罗塞塔号
史诗般的探险中去。
00:17
To escort护送 and land土地 the probe探测 on a comet彗星,
1
5514
4026
护送这个探测器在一颗彗星上着陆,
00:21
this has been my passion
for the past过去 two years年份.
2
9540
3190
是我过去两年以来的热情所在。
00:25
In order订购 to do that,
3
13450
1095
为了实现这个目标,
00:26
I need to explain说明 to you something
about the origin起源 of the solar太阳能 system系统.
4
14545
3470
我需要向你们解释
关于太阳系起源的一些东西。
00:30
When we go back
four and a half billion十亿 years年份,
5
18015
2223
让我们回到45亿年前,
00:32
there was a cloud of gas加油站 and dust灰尘.
6
20238
1719
有一个充满气体和灰尘的云团。
00:33
In the center中央 of this cloud,
our sun太阳 formed形成 and ignited点燃.
7
21957
4527
在这个云团的中心,
我们的太阳在那里形成并燃烧。
00:38
Along沿 with that, what we now know
as planets行星, comets彗星 and asteroids小行星 formed形成.
8
26484
5711
与此同时,那些现在被我们称为行星、
彗星和小行星的天体也形成了。
00:44
What then happened发生, according根据 to theory理论,
9
32195
3413
随后,根据理论,
00:47
is that when the Earth地球 had cooled冷却 down
a bit after its formation编队,
10
35608
4017
在地球形成并且温度
开始降低了一些的时候,
00:51
comets彗星 massively大规模 impacted影响 the Earth地球
and delivered交付 water to Earth地球.
11
39625
4771
彗星极大地影响了地球,
并向地球输送了水分。
00:57
They probably大概 also delivered交付
complex复杂 organic有机 material材料 to Earth地球,
12
45082
4434
它们可能还向地球输送了
复杂的有机物质,
01:01
and that may可能 have bootstrapped自举
the emergence紧急情况 of life.
13
49516
3390
而那有可能诱导了生命的出现。
你们可以将这一过程与完成一个
250块的拼图相比,
01:04
You can compare比较 this to having
to solve解决 a 250-piece-片 puzzle难题
14
52906
3460
01:08
and not a 2,000-piece-片 puzzle难题.
15
56366
3204
而不是完成一个2000块的拼图。
01:11
Afterwards之后, the big planets行星
like Jupiter木星 and Saturn土星,
16
59570
3483
然后,像木星和土星这样的大行星,
01:15
they were not in their place地点
where they are now,
17
63053
2578
它们当时并不在今天所处的位置,
01:17
and they interacted互动 gravitationally引力,
18
65631
2647
它们会通过引力相互作用,
并将整个太阳系内部打扫干净了,
01:20
and they swept风靡 the whole整个 interior室内
of the solar太阳能 system系统 clean清洁,
19
68278
3552
01:23
and what we now know as comets彗星
20
71830
1602
而我们现在称为彗星的天体
01:25
ended结束 up in something
called the Kuiper柯伊伯 Belt,
21
73432
2113
最终到了一个叫做“柯伊伯带”的地方,
01:27
which哪一个 is a belt of objects对象
beyond the orbit轨道 of Neptune海王星.
22
75545
3668
这是一个海王星轨道以外的天体聚集带。
01:31
And sometimes有时 these objects对象
run into each other,
23
79213
3693
有时这些天体会相互碰撞,
01:34
and they gravitationally引力 deflect打歪,
24
82906
3065
并且发生了重力转移,
01:37
and then the gravity重力 of Jupiter木星
pulls them back into the solar太阳能 system系统.
25
85971
4457
木星的引力随后将它们拉回了太阳系。
01:42
And they then become成为 the comets彗星
as we see them in the sky天空.
26
90428
3692
然后它们就变成了
我们在天空中所见到的彗星。
01:46
The important重要 thing here to note注意
is that in the meantime与此同时,
27
94120
3274
需要注意的重点是,在此期间,
01:49
the four and a half billion十亿 years年份,
28
97394
2299
这45亿年间,
01:51
these comets彗星 have been sitting坐在
on the outside of the solar太阳能 system系统,
29
99693
3182
这些彗星一直安坐在太阳系之外,
01:54
and haven't没有 changed --
30
102875
1415
并且从没变过——
01:56
deep, frozen冻结的 versions版本 of our solar太阳能 system系统.
31
104290
2903
深沉、冻结版的太阳系。
01:59
In the sky天空, they look like this.
32
107193
2089
在空中,它们看起来是这样的。
02:01
We know them for their tails尾巴.
33
109282
1951
我们通过它们的尾巴认识它们。
02:03
There are actually其实 two tails尾巴.
34
111233
1671
这里事实上有两条尾巴。
02:04
One is a dust灰尘 tail尾巴,
which哪一个 is blown away by the solar太阳能 wind.
35
112904
3855
一条是尘埃尾,是被太阳风吹出来的。
02:08
The other one is an ion离子 tail尾巴,
which哪一个 is charged带电 particles粒子,
36
116759
3645
另一条是离子尾,是带电粒子,
02:12
and they follow跟随 the magnetic磁性 field领域
in the solar太阳能 system系统.
37
120404
2739
它们受太阳系磁场的影响。
02:15
There's the coma昏迷,
38
123143
1149
可以看到慧发,
02:16
and then there is the nucleus,
which哪一个 here is too small to see,
39
124292
2907
还有慧核,小到几乎看不见,
02:19
and you have to remember记得
that in the case案件 of Rosetta罗塞塔,
40
127199
2490
但是你们要记住在罗塞塔号的案例中,
航天器就在那个中心像素上。
02:21
the spacecraft宇宙飞船 is in that center中央 pixel像素.
41
129689
2177
02:23
We are only 20, 30, 40 kilometers公里
away from the comet彗星.
42
131866
4110
我们距离这颗彗星
只有20、30、40千米。
02:27
So what's important重要 to remember记得?
43
135976
2321
那么需要记住哪些关键点呢?
02:30
Comets彗星 contain包含 the original原版的 material材料
from which哪一个 our solar太阳能 system系统 was formed形成,
44
138297
4869
彗星中含有来自太阳系
形成时的原始物质,
02:35
so they're ideal理想 to study研究 the components组件
45
143166
2360
因此它们是用来研究
02:37
that were present当下 at the time
when Earth地球, and life, started开始.
46
145526
4265
地球和生命起源时
所出现的成份的理想对象。
02:41
Comets彗星 are also suspected嫌疑
47
149791
1882
彗星还很可能
02:43
of having brought the elements分子
which哪一个 may可能 have bootstrapped自举 life.
48
151673
4271
带来了那些引发了生命起源的元素。
02:47
In 1983, ESAESA set up
its long-term长期 Horizon地平线 2000 program程序,
49
155944
4365
1983年,欧洲航天局开始了
长期的地平线2000计划,
02:52
which哪一个 contained one cornerstone基石,
which哪一个 would be a mission任务 to a comet彗星.
50
160309
3924
它包含了一个基础项目,
可能是一个造访彗星的任务。
02:56
In parallel平行, a small mission任务 to a comet彗星,
what you see here, Giotto乔托, was launched推出,
51
164233
4890
同时,一个小的造访彗星的任务,
就是你们在这里看到的乔托号,启动了,
03:01
and in 1986, flew by the comet彗星 of Halley哈雷
with an armada舰队 of other spacecraft宇宙飞船.
52
169123
6206
1986年,它与其它航天器组成的
舰队飞经了哈雷彗星。
03:07
From the results结果 of that mission任务,
it became成为 immediately立即 clear明确
53
175329
3571
那次任务的结果清晰地表明,
彗星是用来研究太阳系的理想天体。
03:10
that comets彗星 were ideal理想 bodies身体 to study研究
to understand理解 our solar太阳能 system系统.
54
178900
5187
03:16
And thus从而, the Rosetta罗塞塔 mission任务
was approved批准 in 1993,
55
184087
4512
因此,1993年,罗塞塔任务被批准,
最初它被设定在2003年发射,
03:20
and originally本来 it was supposed应该
to be launched推出 in 2003,
56
188599
3635
但是后来由于阿里亚娜火箭
出现问题而被取消。
03:24
but a problem问题 arose出现
with an Ariane阿丽亚娜 rocket火箭.
57
192234
2624
然而,我们的公关部门,充满热情,
03:26
However然而, our P.R. department,
in its enthusiasm热情,
58
194858
3065
03:29
had already已经 made制作
1,000 Delft代尔夫特 Blue蓝色 plates
59
197923
2222
他们已经制作了1000个
代尔夫特蓝色瓷盘,
03:32
with the name名称 of the wrong错误 comets彗星.
60
200145
2390
并印上了那些错误的彗星名字。
03:34
So I've never had to buy购买 any china中国 since以来.
That's the positive part部分.
61
202535
3567
因此从那以后我没有买过任何的瓷器。
这是积极的一面。
03:38
(Laughter笑声)
62
206102
1719
(笑声)
03:39
Once一旦 the whole整个 problem问题 was solved解决了,
63
207821
1880
在所有的问题被解决之后,
03:41
we left Earth地球 in 2004
64
209701
3181
罗塞塔在2004年离开了地球,
03:44
to the newly selected comet彗星,
Churyumov-GerasimenkoChuryumov - 格拉希.
65
212882
3088
飞向重新被选定的彗星,
丘留莫夫·格拉西缅科彗星。
03:47
This comet彗星 had to be specially特别 selected
66
215970
2856
这颗彗星是被特别选中的,
03:50
because A, you have to
be able能够 to get to it,
67
218826
2654
因为首先,你得能够到达它,
03:53
and B, it shouldn't不能 have been
in the solar太阳能 system系统 too long.
68
221480
2781
其次,它没有在太阳系待太长时间。
03:56
This particular特定 comet彗星 has been
in the solar太阳能 system系统 since以来 1959.
69
224261
3947
这颗特别的彗星在1959年进入太阳系。
04:00
That's the first time
when it was deflected偏转 by Jupiter木星,
70
228208
3315
那是它被木星偏转后第一次来到太阳系,
04:03
and it got close enough足够
to the sun太阳 to start开始 changing改变.
71
231523
2977
并且它跟太阳的距离近到
足够让它发生变化。
04:06
So it's a very fresh新鲜 comet彗星.
72
234500
1651
所以这是一颗非常新的彗星。
04:08
Rosetta罗塞塔 made制作 a few少数 historic历史性 firsts首创.
73
236611
2891
罗塞塔取得了很多历史性的突破。
04:11
It's the first satellite卫星 to orbit轨道 a comet彗星,
74
239502
2516
它是首个进入彗星轨道的人造卫星,
04:14
and to escort护送 it throughout始终
its whole整个 tour游览 through通过 the solar太阳能 system系统 --
75
242018
3622
并且伴随彗星走过了
它的整个太阳系之旅——
04:17
closest最近的 approach途径 to the sun太阳,
as we will see in August八月,
76
245640
3298
到达了距离最短的近日点,
这个我们将会在8份看到,
04:20
and then away again to the exterior外观.
77
248938
2321
然后重新离开太阳系。
这是第一次有航天器在彗星上着陆。
04:23
It's the first ever landing降落 on a comet彗星.
78
251259
2601
04:25
We actually其实 orbit轨道 the comet彗星
using运用 something which哪一个 is not
79
253860
3692
我们实际上在罗塞塔号上
使用了一些通常不会在其他航天器上
04:29
normally一般 doneDONE with spacecraft宇宙飞船.
80
257552
1449
使用的彗星轨道环绕技术。
04:31
Normally一般, you look at the sky天空 and you know
where you point and where you are.
81
259001
3635
通常,你们看看天空,
就会知道方位和坐标。
04:34
In this case案件, that's not enough足够.
82
262636
2136
但是在这个案例中,那还不够。
04:36
We navigated导航 by looking
at landmarks地标 on the comet彗星.
83
264772
3298
我们通过观察彗星上的地标来导航。
04:40
We recognized认可 features特征 --
boulders巨石, craters陨石坑 --
84
268070
2475
我们辨别那些特征——卵石、环形山——
04:42
and that's how we know where we are
respective各自 to the comet彗星.
85
270545
4017
然后我们就知道我们处在彗星上
哪个对应的区域。
04:46
And, of course课程, it's the first satellite卫星
to go beyond the orbit轨道 of Jupiter木星
86
274562
4529
当然,这也是第一次
使用太阳能电池飞跃
04:51
on solar太阳能 cells细胞.
87
279091
1201
木星轨道的航天器。
04:52
Now, this sounds声音 more heroic英勇
than it actually其实 is,
88
280292
2327
这听起来比事实更称得上是壮举,
04:54
because the technology技术
to use radio无线电 isotope同位素 thermal generators发电机
89
282619
5096
因为那时放射性同位素热电机的技术
04:59
wasn't available可得到 in Europe欧洲 at that time,
so there was no choice选择.
90
287715
3298
在欧洲尚未得到应用,所以当时别无选择。
05:03
But these solar太阳能 arrays阵列 are big.
91
291013
1577
但是这些太阳能电池板很大。
05:04
This is one wing翅膀, and these are not
specially特别 selected small people.
92
292590
3275
这是它的一个侧翼,
下面这些可不是特意挑选的矮小的人。
05:07
They're just like you and me.
93
295865
1834
他们是跟你我一样的正常人。
05:09
(Laughter笑声)
94
297699
2391
(笑声)
我们有两个这样的侧翼,65平米。
05:12
We have two of these wings翅膀,
65 square广场 meters.
95
300090
4201
05:16
Now later后来 on, of course课程,
when we got to the comet彗星,
96
304291
3019
随后,当然,当我们飞向这颗彗星时,
05:19
you find out that 65 square广场 meters of sail
97
307310
3529
你们会发现扬着一个65平米的帆
05:22
close to a body身体 which哪一个 is outgassing放气
is not always a very handy便利 choice选择.
98
310839
5642
向一个正在排气的天体靠近,
并不总是一个便捷的选择。
05:28
Now, how did we get to the comet彗星?
99
316481
2044
我们是怎么到达这颗彗星的呢?
05:30
Because we had to go there
for the Rosetta罗塞塔 scientific科学 objectives目标
100
318525
3668
因为我们得去一个十分遥远的地方
去完成罗塞塔号的
05:34
very far away -- four times the distance距离
of the Earth地球 to the sun太阳 --
101
322193
3808
科学目标——
是地球到太阳距离的4倍——
05:38
and also at a much higher更高 velocity速度
than we could achieve实现 with fuel汽油,
102
326001
4110
而且以一个我们用普通燃料
无法达到的速度。
05:42
because we'd星期三 have to take six times as
much fuel汽油 as the whole整个 spacecraft宇宙飞船 weighed称重.
103
330111
4319
因为我们得携带六倍于
航天器本身重量的燃料。
05:46
So what do you do?
104
334430
1410
那要怎么做呢?
在一个非常低的高度,大概几千公里,
05:47
You use gravitational引力 flybys飞越, slingshots弹弓,
105
335840
3483
05:51
where you pass通过 by a planet行星
at very low altitude高度,
106
339323
3367
经过一个行星时,
利用引力的拉扯效应和
05:54
a few少数 thousand kilometers公里,
107
342690
1765
弹力作用,
05:56
and then you get the velocity速度
of that planet行星 around the sun太阳 for free自由.
108
344455
4713
你就会直接获得跟那颗行星同样的
绕日运行速度。
我们尝试过很多次。
06:01
We did that a few少数 times.
109
349168
2043
在地球上,火星上 ,
然后又在地球上试过两次,
06:03
We did Earth地球, we did Mars火星,
we did twice两次 Earth地球 again,
110
351211
2479
06:05
and we also flew by two asteroids小行星,
Lutetia鲁特西亚 and Steins斯坦斯.
111
353690
3968
我们还飞掠了两颗小行星,
鲁特西亚和斯坦斯。
06:10
Then in 2011, we got so far from the sun太阳
that if the spacecraft宇宙飞船 got into trouble麻烦,
112
358318
4665
到了2011年,我们已经距离太阳太远了,
如果这个航天器遇到问题,
06:14
we couldn't不能 actually其实
save保存 the spacecraft宇宙飞船 anymore,
113
362983
3809
我们根本没办法挽救它了,
06:18
so we went into hibernation蛰伏.
114
366792
1973
所以我们进入了冬眠状态。
06:20
Everything was switched交换的 off
except for one clock时钟.
115
368765
3338
除了一个计时器,所有的仪器都关掉了。
06:24
Here you see in white白色 the trajectory弹道,
and the way this works作品.
116
372103
3511
这里你们看到白色的是它的轨道,
以及运动轨迹。
06:27
You see that from
the circle where we started开始,
117
375614
2443
可以看到从一开始的这个圆,
06:30
the white白色 line线, actually其实 you get
more and more and more elliptical椭圆的,
118
378057
3816
这条白线,
我们可以得到越来越多的椭圆,
06:33
and then finally最后 we approached接近 the comet彗星
119
381873
2949
最终我们在2014年5月靠近了这颗彗星,
06:36
in May可能 2014, and we had to start开始
doing the rendezvous会合 maneuvers演习.
120
384822
4365
然后我们得开始做会合减速。
06:41
On the way there, we flew by Earth地球 and we
took a few少数 pictures图片 to test测试 our cameras相机.
121
389187
4597
在途中,我们飞经地球并拍了一些照片
以测试我们的相机。
06:45
This is the moon月亮 rising升起 over Earth地球,
122
393784
2178
这是月球在地球另一侧升起,
06:47
and this is what we now call a selfie自拍,
123
395962
1955
这是我们现在所称的自拍,
06:49
which哪一个 at that time, by the way,
that word didn't exist存在. (Laughter笑声)
124
397917
3692
顺便说一下,那个时候“自拍”
这个词还不存在。(笑声)
06:53
It's at Mars火星. It was taken采取
by the CIVACIVA camera相机.
125
401609
2971
这是在火星上, 由彗星红外与可见光分析仪
相机拍摄的。
06:56
That's one of the cameras相机 on the lander着陆器,
126
404580
2182
那是着陆器上的一台相机,
06:58
and it just looks容貌 under the solar太阳能 arrays阵列,
127
406762
2415
它看起来处在太阳能电池板的下方,
07:01
and you see the planet行星 Mars火星
and the solar太阳能 array排列 in the distance距离.
128
409177
4273
你们能看到火星和太阳能电池板
出现在远处。
07:05
Now, when we got out
of hibernation蛰伏 in January一月 2014,
129
413450
5668
当我们在2014年1月从冬眠中被唤醒后,
07:11
we started开始 arriving到达 at a distance距离
130
419118
1785
我们开始前进,并在5月份
07:12
of two million百万 kilometers公里
from the comet彗星 in May可能.
131
420903
2833
到达了距离这个彗星
200万公里的地方。
07:15
However然而, the velocity速度
the spacecraft宇宙飞船 had was much too fast快速.
132
423736
4109
然而,这个航天器的速度太快了。
07:19
We were going 2,800 kilometers公里 an hour小时
faster更快 than the comet彗星, so we had to brake制动.
133
427845
6061
我们的时速要比这颗彗星快2800公里,
因此我们需要刹一刹车。
07:25
We had to do eight maneuvers演习,
134
433906
1857
我们得做8次减速,
07:27
and you see here,
some of them were really big.
135
435763
2577
可以看到,
其中的一些减速幅度真的很大。
07:30
We had to brake制动 the first one
by a few少数 hundred kilometers公里 per hour小时,
136
438340
6024
我们的第一次减速需要
将速度每小时降低数百公里,
07:36
and actually其实, the duration持续时间 of that
was seven hours小时,
137
444364
4310
事实上这个过程花了7个小时,
07:40
and it used 218 kilos公斤 of fuel汽油,
138
448674
2948
消耗了218公斤的燃料,
07:43
and those were seven nerve-wracking伤脑筋
hours小时, because in 2007,
139
451622
3950
这也是令人心惊胆战的7小时,
因为在2007年,
07:47
there was a leak泄漏 in the system系统
of the propulsion动力 of Rosetta罗塞塔,
140
455572
3190
罗塞塔号的推进系统出现了一处泄漏,
07:50
and we had to close off a branch,
141
458762
2147
我们不得不关掉了一个分路,
07:52
so the system系统 was actually其实
operating操作 at a pressure压力
142
460909
2578
因此推进系统是在超出设计能力的
07:55
which哪一个 it was never designed设计
or qualified合格 for.
143
463487
3298
压力下运行的。
07:59
Then we got in the vicinity附近 of the comet彗星,
and these were the first pictures图片 we saw.
144
467795
4909
然后我们到达了这颗彗星的附近,
这是我们看到的第一批照片。
08:04
The true真正 comet彗星 rotation回转 period
is 12 and a half hours小时,
145
472704
2573
这颗彗星真实的自转周期是12.5个小时,
08:07
so this is accelerated加速,
146
475277
2089
所以这是加速播放的,
08:09
but you will understand理解 that
our flight飞行 dynamics动力学 engineers工程师 thought,
147
477366
3251
但是你们肯定能够理解我们的
飞行动力学工程师的想法,
08:12
this is not going to be
an easy简单 thing to land土地 on.
148
480617
3854
这不是一个容易登陆的东西。
08:16
We had hoped希望 for some kind
of spud-like土豆样 thing
149
484471
4644
我们曾经幻想过它是某种
形状像土豆一样的
08:21
where you could easily容易 land土地.
150
489115
2166
容易登陆的东西。
08:23
But we had one hope希望: maybe it was smooth光滑.
151
491281
3291
但我们扔抱着一线希望:
也许它比较平坦。
08:26
No. That didn't work either. (Laughter笑声)
152
494572
3738
不,它的表面还很粗糙。(笑声)
08:30
So at that point in time,
it was clearly明确地 unavoidable不免:
153
498310
2693
因此,当时我们迫不得已
做出了如下选择:
08:33
we had to map地图 this body身体
in all the detail详情 you could get,
154
501003
3531
我们得利用收集到的所有细节
去绘制这个天体的地图,
08:36
because we had to find an area
which哪一个 is 500 meters in diameter直径 and flat平面.
155
504534
5153
因为我们得找到一块直径500米的平地。
08:41
Why 500 meters? That's the error错误
we have on landing降落 the probe探测.
156
509687
4599
为什么是500米?
这是我们让探测器着陆时的误差。
08:46
So we went through通过 this process处理,
and we mapped映射 the comet彗星.
157
514286
3181
于是我们立即采取行动
并绘制出了彗星表面的地图。
08:49
We used a technique技术
called photoclinometryphotoclinometry.
158
517467
2367
我们采用了一种叫做
照相测斜术的技术。
08:51
You use shadows阴影 thrown抛出 by the sun太阳.
159
519834
2230
利用太阳拋下的阴影。
08:54
What you see here is a rock
sitting坐在 on the surface表面 of the comet彗星,
160
522064
3087
你们现在看到的是一块
位于彗星表面的岩石,
08:57
and the sun太阳 shines from above以上.
161
525151
2926
而阳光从上面照下来。
09:00
From the shadow阴影, we, with our brain,
162
528077
2159
透过阴影,我们用大脑,
09:02
can immediately立即 determine确定
roughly大致 what the shape形状 of that rock is.
163
530236
3644
可以立刻大致判断出这块岩石的形状。
09:05
You can program程序 that in a computer电脑,
164
533880
2042
你可以编一套那样的程序,
09:07
you then cover the whole整个 comet彗星,
and you can map地图 the comet彗星.
165
535922
4254
然后覆盖整颗彗星,
就可以绘制出它表面的形貌图了。
09:12
For that, we flew special特别 trajectories轨迹
starting开始 in August八月.
166
540176
3680
为此,我们从8月份开始沿着
一种特殊的轨迹飞行。
09:15
First, a triangle三角形
of 100 kilometers公里 on a side
167
543856
2909
首先,在100公里外的地方沿着一个
09:18
at 100 kilometers'公里 distance距离,
168
546765
1663
边长为100公里的三角形飞行,
09:20
and we repeated重复 the whole整个
thing at 50 kilometers公里.
169
548428
3004
然后将三角形的边长改为50公里,
再重复整个过程。
09:23
At that time, we had seen看到 the comet彗星
at all kinds of angles,
170
551432
3647
那时候,我们已经通过所有的角度
观察过这颗彗星了,
09:27
and we could use this technique技术
to map地图 the whole整个 thing.
171
555079
4673
我们也可以利用这一技术绘制出
整个彗星的表面形貌。
09:31
Now, this led to a selection选择
of landing降落 sites网站.
172
559752
3267
现在,到了选择登陆地点的时候了。
09:35
This whole整个 process处理 we had to do,
to go from the mapping制图 of the comet彗星
173
563019
4260
我们要做的就是在60天内,
通过绘制这颗彗星的形貌图,
09:39
to actually其实 finding发现
the final最后 landing降落 site现场, was 60 days.
174
567279
3565
来找到一个最终的登陆地点。
09:42
We didn't have more.
175
570844
1386
我们没有更多的时间。
09:44
To give you an idea理念,
the average平均 Mars火星 mission任务
176
572230
2120
对比一下,平均来说,火星上的任务
09:46
takes hundreds数以百计 of scientists科学家们
for years年份 to meet遇到
177
574350
3784
需要成百上千的科学家花数年的时间
09:50
about where shall we go?
178
578134
2067
去找到一个登陆地点。
09:52
We had 60 days, and that was it.
179
580201
2158
但我们只有60天,就那么多了。
09:54
We finally最后 selected the final最后 landing降落 site现场
180
582359
3043
我们最终选定了一个登陆点,
09:57
and the commands命令 were prepared准备
for Rosetta罗塞塔 to launch发射 Philae菲莱.
181
585402
5053
并且让罗塞塔号发送菲莱号的
指令也准备好了。
10:02
The way this works作品 is that Rosetta罗塞塔
has to be at the right point in space空间,
182
590455
4375
不过前提条件是罗塞塔号
得处在空中的正确位置,
10:06
and aiming瞄准 towards the comet彗星,
because the lander着陆器 is passive被动.
183
594830
2823
并且瞄准这颗彗星,因为着陆器是被动的。
10:09
The lander着陆器 is then pushed out
and moves移动 towards the comet彗星.
184
597653
3677
它需要被推出并飞向彗星。
10:13
Rosetta罗塞塔 had to turn around
185
601330
1790
罗塞塔号得转过身,
10:15
to get its cameras相机 to actually其实 look
at Philae菲莱 while it was departing出发
186
603120
4557
以便使它的相机在
菲莱飞离的过程中能对着它,
10:19
and to be able能够 to communicate通信 with it.
187
607677
2469
并且能与它进行交流。
10:22
Now, the landing降落 duration持续时间
of the whole整个 trajectory弹道 was seven hours小时.
188
610146
4574
整个着陆过程花了7个小时。
10:26
Now do a simple简单 calculation计算:
189
614720
2787
简单的计算一下:
10:29
if the velocity速度 of Rosetta罗塞塔 is off
by one centimeter厘米 per second第二,
190
617507
4039
如果罗塞塔号的速度误差是1厘米每秒,
10:33
seven hours小时 is 25,000 seconds.
191
621546
4342
7个小时就是25000秒,
10:37
That means手段 252 meters wrong错误 on the comet彗星.
192
625888
4365
那就意味着着陆器
登陆彗星时的误差是252米。
10:42
So we had to know the velocity速度 of Rosetta罗塞塔
193
630253
3344
因此我们得将罗塞塔的速度误差
10:45
much better than
one centimeter厘米 per second第二,
194
633597
2507
精确到小于1厘米每秒,
10:48
and its location位置 in space空间
better than 100 meters
195
636104
4064
而它在太空中远离地球5亿公里的位置,
10:52
at 500 million百万 kilometers公里 from Earth地球.
196
640168
3204
误差要精确到100米以内。
10:55
That's no mean feat功绩.
197
643372
2368
那不是一件易事。
10:57
Let me quickly很快 take you through通过
some of the science科学 and the instruments仪器.
198
645740
4389
让我快速的介绍一下
其中的一些科学理论和仪器。
11:02
I won't惯于 bore you with all the details细节
of all the instruments仪器,
199
650129
3436
我不会介绍所有仪器的细节,
以免你们听得一头雾水,
11:05
but it's got everything.
200
653565
1649
但想帮助你们了解一些概念。
11:07
We can sniff吸气 gas加油站,
we can measure测量 dust灰尘 particles粒子,
201
655214
3134
我们可以检测气体,测量粉尘,
11:10
the shape形状 of them, the composition组成,
202
658348
2252
测它们的形状和成分,
11:12
there are magnetometers磁力计, everything.
203
660600
2508
这里有磁力仪等等我们需要的一切。
11:15
This is one of the results结果 from
an instrument仪器 which哪一个 measures措施 gas加油站 density密度
204
663108
3599
这是一部仪器所测到的
罗塞塔号所处位置的
11:18
at the position位置 of Rosetta罗塞塔,
205
666707
1858
气体密度的结果,
11:20
so it's gas加油站 which哪一个 has left the comet彗星.
206
668565
2229
这是从彗星上释放出来的气体。
11:22
The bottom底部 graph图形
is September九月 of last year.
207
670794
2484
下面的图是去年9月份的。
11:25
There is a long-term长期 variation变异,
which哪一个 in itself本身 is not surprising奇怪,
208
673278
3297
这是一个长期的变化,
对于它本身来说可能不算什么,
11:28
but you see the sharp尖锐 peaks.
209
676575
1881
但是看看那些尖峰。
11:30
This is a comet彗星 day.
210
678456
2090
这就是彗星上的一天。
11:32
You can see the effect影响 of the sun太阳
on the evaporation蒸发 of gas加油站
211
680546
4110
你们可以看到太阳对于气体蒸发的影响,
11:36
and the fact事实 that the comet彗星 is rotating旋转.
212
684656
2948
以及彗星是旋转的这一事实。
11:39
So there is one spot, apparently显然地,
213
687604
1708
这里有一个点,很明显地,
11:41
where there is a lot of stuff东东 coming未来 from,
214
689312
2147
很多东西都出自那里,
11:43
it gets得到 heated加热 in the Sun太阳,
and then cools冷却 down on the back side.
215
691459
3297
它被太阳加热,然后在背面冷却。
11:46
And we can see
the density密度 variations变化 of this.
216
694756
3506
我们可以看看这里的密度差异。
11:50
These are the gases气体
and the organic有机 compounds化合物
217
698262
4133
这些是我们已经测量到的
11:54
that we already已经 have measured测量.
218
702395
1695
气体和有机化合物。
11:56
You will see it's an impressive有声有色 list名单,
219
704090
1788
看得出这是一份令人印象深刻的列表,
11:57
and there is much, much,
much more to come,
220
705878
2484
并且还会有更多更多的东西出现在上面,
因为我们还进行了更多的测量。
12:00
because there are more measurements测量.
221
708362
1946
事实上,这会儿正有一个
在休斯顿举行的会议,
12:02
Actually其实, there is a conference会议
going on in Houston休斯顿 at the moment时刻
222
710308
3348
12:05
where many许多 of these results结果 are presented呈现.
223
713656
2461
这些数据会在会上被展示出来。
12:08
Also, we measured测量 dust灰尘 particles粒子.
224
716827
1621
我们还测量了尘粒。
12:10
Now, for you, this will not
look very impressive有声有色,
225
718448
2802
对于你们来说,这可能没什么太大的意义,
12:13
but the scientists科学家们 were thrilled高兴
when they saw this.
226
721250
3273
但是当科学家们
看到这个的时候都非常激动。
12:16
Two dust灰尘 particles粒子:
227
724523
1417
两颗尘粒:
12:17
the right one they call Boris鲍里斯,
and they shot射击 it with tantalum
228
725940
2994
右边的他们叫它鲍里斯,
他们用钽去射击它,
12:20
in order订购 to be able能够 to analyze分析 it.
229
728934
2114
以便能够分析它。
12:23
Now, we found发现 sodium and magnesium.
230
731048
2391
我们发现了钠和镁。
12:25
What this tells告诉 you is this is
the concentration浓度 of these two materials物料
231
733439
4249
而这也说明了这就是当太阳系刚形成时
12:29
at the time the solar太阳能 system系统 was formed形成,
232
737688
2716
这两种物质的浓度,
12:32
so we learned学到了 things about
which哪一个 materials物料 were there
233
740404
3367
因此我们知道了当行星形成时
12:35
when the planet行星 was made制作.
234
743771
3088
存在着哪些物质。
当然,最重要的因素之一就是成像。
12:38
Of course课程, one of the important重要
elements分子 is the imaging成像.
235
746859
2718
12:41
This is one of the cameras相机 of Rosetta罗塞塔,
the OSIRISOSIRIS camera相机,
236
749577
3366
这是罗塞塔号上的一个相机——
奥西里斯相机——拍摄到的,
12:44
and this actually其实 was the cover
of Science科学 magazine杂志
237
752943
2995
而这实际上是《科学》杂志
12:47
on January一月 23 of this year.
238
755938
2670
今年1月23日那一期的封面。
12:50
Nobody没有人 had expected预期
this body身体 to look like this.
239
758608
3438
没有人想到它看起来会是这样的。
12:54
Boulders巨石, rocks岩石 -- if anything, it looks容貌
more like the Half Dome拱顶 in Yosemite优胜美地
240
762046
3598
大卵石,岩石——相比于其它任何地方,
12:57
than anything else其他.
241
765644
2507
它看起来更像是约塞米蒂的半屏岩。
13:00
We also saw things like this:
242
768151
2578
我们还看到了这样的东西:
13:02
dunes沙丘, and what look to be,
on the righthand右手 side, wind-blown风吹 shadows阴影.
243
770729
4922
沙丘,还有在右手边,
看起来像一些被风吹动的影子。
13:07
Now we know these from Mars火星,
but this comet彗星 doesn't have an atmosphere大气层,
244
775651
3924
我们在火星上发现过这些,
但是这颗彗星没有大气层,
13:11
so it's a bit difficult to create创建
a wind-blown风吹 shadow阴影.
245
779575
2879
所以要制造一个被风吹动的
影子是有点困难的。
13:14
It may可能 be local本地 outgassing放气,
246
782454
1985
这可能是局部的出气,
13:16
stuff东东 which哪一个 goes up and comes back.
247
784439
2183
有什么东西上升然后落下来。
13:18
We don't know, so there is
a lot to investigate调查.
248
786622
3181
我们还不清楚,
所以还要进行很多调查。
13:21
Here, you see the same相同 image图片 twice两次.
249
789803
2090
这里有两张同一地点的图像。
13:23
On the left-hand左手 side,
you see in the middle中间 a pit.
250
791893
2517
左手边这张,中间有一个坑。
13:26
On the right-hand右手 side,
if you carefully小心 look,
251
794410
2217
右手边这张,如果你们仔细看,
13:28
there are three jets喷气机 coming未来 out
of the bottom底部 of that pit.
252
796627
3231
有三股气流从那个坑的底部喷出。
13:31
So this is the activity活动 of the comet彗星.
253
799858
2297
所以这就是这颗彗星的活动。
13:34
Apparently显然地, at the bottom底部 of these pits
is where the active活性 regions地区 are,
254
802155
4017
显然,这些坑的底部就是活动区域,
13:38
and where the material材料
evaporates蒸发 into space空间.
255
806172
2763
也是物质蒸发到空中去的地方。
13:40
There is a very intriguing奇妙 crack裂纹
in the neck颈部 of the comet彗星.
256
808935
3610
这颗彗星的脖子上
有一个非常有趣的裂缝。
13:44
You see it on the right-hand右手 side.
257
812545
1996
就在右手边。
13:46
It's a kilometer公里 long,
and it's two and a half meters wide.
258
814541
3696
它有1公里长,2.5米宽。
13:50
Some people suggest建议 that actually其实,
259
818237
2246
有些人提出,事实上
13:52
when we get close to the sun太阳,
260
820483
2068
当我们向太阳靠近的时候,
13:54
the comet彗星 may可能 split分裂 in two,
261
822551
1858
这颗彗星可能会一分为二,
13:56
and then we'll have to choose选择,
262
824409
1680
然后我们不得不做出选择,
我们要去跟踪哪一半的彗星?
13:58
which哪一个 comet彗星 do we go for?
263
826089
2252
14:00
The lander着陆器 -- again, lots of instruments仪器,
264
828341
3173
这个着陆器——
一样的,携带了很多仪器,
14:03
mostly大多 comparable可比 except for the things
which哪一个 hammer锤子 in the ground地面 and drill钻头, etc等等.
265
831514
5341
除了一些打钻用的装置,
其他大部分跟航天器上的差不多。
14:08
But much the same相同 as Rosetta罗塞塔, and that is
because you want to compare比较
266
836855
3877
与罗塞塔携带几乎一样的仪器是因为要把
14:12
what you find in space空间
with what you find on the comet彗星.
267
840732
3506
太空中发现的物质跟这颗彗星上的做比较。
14:16
These are called
ground地面 truth真相 measurements测量.
268
844238
2693
这被称为“地面实况调查”。
14:18
These are the landing降落 descent降落 images图片
269
846931
3231
这些是奥西里斯相机拍摄的
14:22
that were taken采取 by the OSIRISOSIRIS camera相机.
270
850162
2048
着陆下降时的图像。
14:24
You see the lander着陆器 getting得到 further进一步
and further进一步 away from Rosetta罗塞塔.
271
852210
4226
可以看到着陆器离罗塞塔号越来越远。
14:28
On the top最佳 right, you see an image图片
taken采取 at 60 meters by the lander着陆器,
272
856436
3808
右上角,是着陆器在60米外拍的照片,
14:32
60 meters above以上 the surface表面 of the comet彗星.
273
860244
2856
彗星表面60米以上。
14:35
The boulder漂砾 there is some 10 meters.
274
863100
2414
那个大卵石直径大约10米。
14:37
So this is one of the last images图片 we took
before we landed登陆 on the comet彗星.
275
865514
4714
这是我们在彗星上着陆之前
所拍的最后一张照片。
14:42
Here, you see the whole整个 sequence序列 again,
but from a different不同 perspective透视,
276
870228
3558
换个角度,再看一遍这整个过程,
14:45
and you see three blown-ups
from the bottom-left左下方 to the middle中间
277
873786
4185
大家可以看到从图中的
左下角到中间有三幅
14:49
of the lander着陆器 traveling旅行
over the surface表面 of the comet彗星.
278
877971
4185
着陆器飞过彗星表面时的放大照。
14:54
Then, at the top最佳, there is a before
and an after image图片 of the landing降落.
279
882156
4186
然后,在顶部有
着陆之前和之后的对比照。
14:58
The only problem问题 with the after image图片 is,
there is no lander着陆器.
280
886342
3927
唯一的问题就是在着陆后的照片中
没有出现着陆器。
15:02
But if you carefully小心 look
at the right-hand右手 side of this image图片,
281
890269
3271
但是你们仔细观察这张图像的右手边,
15:05
we saw the lander着陆器 still there,
but it had bounced反弹.
282
893540
4029
我们看到着陆器仍然在那,
但是它被反弹了。
15:09
It had departed死者 again.
283
897569
1661
又离开了彗星表面。
15:11
Now, on a bit of a comical滑稽 note注意 here
284
899230
3087
现在,有点滑稽的是,
15:14
is that originally本来 Rosetta罗塞塔 was designed设计
to have a lander着陆器 which哪一个 would bounce弹跳.
285
902317
4620
本来在罗塞塔号的设计中,
它会携带一个能反弹的着陆器。
15:18
That was discarded丢弃 because
it was way too expensive昂贵.
286
906937
2573
但是因为成本太高所以就放弃了。
15:21
Now, we forgot忘记, but the lander着陆器 knew知道.
287
909510
2274
我们已经忘记了这件事,
但是着陆器还记得。
15:23
(Laughter笑声)
288
911784
1604
(笑声)
15:25
During the first bounce弹跳,
in the magnetometers磁力计,
289
913388
2507
第一次反弹期间,在磁力仪上,
15:27
you see here the data数据 from them,
from the three axes, x, y and z.
290
915895
3830
你们可以看到来自X、Y、Z
三个坐标上的数据。
15:31
Halfway through通过, you see a red line线.
291
919725
2206
半途中,你们可以看到一条红线。
15:33
At that red line线, there is a change更改.
292
921931
1834
这条红线表示有变化产生。
15:35
What happened发生, apparently显然地,
is during the first bounce弹跳,
293
923765
3925
发生了什么呢?
很显然是在第一次反弹期间,
15:39
somewhere某处, we hit击中 the edge边缘 of a crater弹坑
with one of the legs of the lander着陆器,
294
927690
4726
着陆器的一条腿在某个地方
碰到了一个坑的边缘,
15:44
and the rotation回转 velocity速度
of the lander着陆器 changed.
295
932416
2820
然后着陆器的旋转速度被改变了。
15:47
So we've我们已经 been rather lucky幸运
296
935236
1973
所以我们很幸运
15:49
that we are where we are.
297
937209
2276
是处在当时的位置。
15:51
This is one of
the iconic标志性的 images图片 of Rosetta罗塞塔.
298
939485
3669
这是罗塞塔号拍的标志性的图片之一。
15:55
It's a man-made人造 object目的,
a leg of the lander着陆器,
299
943154
3923
那是一个人造物体,着陆器的一条腿,
15:59
standing常设 on a comet彗星.
300
947077
1951
站在一颗彗星上。
16:01
This, for me, is one of the very best最好
images图片 of space空间 science科学 I have ever seen看到.
301
949028
5131
对我来说,这是我见过的
最棒的空间科学的照片之一。
16:06
(Applause掌声)
302
954159
5181
(掌声)
16:11
One of the things we still have to do
is to actually其实 find the lander着陆器.
303
959340
3851
未来的任务之一就是要找到这个着陆器。
16:15
The blue蓝色 area here
is where we know it must必须 be.
304
963191
3696
蓝色区域是我们知道的
它应该所处的位置。
16:18
We haven't没有 been able能够 to find it yet然而,
but the search搜索 is continuing继续,
305
966887
3618
我们还没能找到它,但是搜索仍在继续,
16:22
as are our efforts努力 to start开始 getting得到
the lander着陆器 to work again.
306
970505
3765
同时我们也在努力让着陆器重新工作。
16:26
We listen every一切 day,
307
974270
1742
我们每天都仔细监听,
希望从现在到4月份的某个时候,
16:28
and we hope希望 that between之间 now
and somewhere某处 in April四月,
308
976012
2558
16:30
the lander着陆器 will wake唤醒 up again.
309
978570
1738
这个着陆器会重新开始工作。
16:32
The findings发现 of what
we found发现 on the comet彗星:
310
980308
2137
我们在这颗彗星上的发现是:
16:35
This thing would float浮动 in water.
311
983795
2456
这颗彗星可以在水上漂浮。
16:38
It's half the density密度 of water.
312
986251
2624
它的密度是水的一半。
16:40
So it looks容貌 like
a very big rock, but it's not.
313
988875
3018
因此它虽然看起来像一块大岩石,
但实际上不是。
16:43
The activity活动 increase增加 we saw
in June六月, July七月, August八月 last year
314
991893
3646
去年6到8月间我们看到
16:47
was a four-fold四倍 activity活动 increase增加.
315
995539
2391
它的活跃性提高了4倍。
16:49
By the time we will be at the sun太阳,
316
997930
1743
当我们靠近太阳时,
16:51
there will be 100 kilos公斤
a second第二 leaving离开 this comet彗星:
317
999673
4573
每秒种将会有100公斤的物质
离开这颗彗星:
16:56
gas加油站, dust灰尘, whatever随你.
318
1004246
1556
气体、灰尘等等。
16:57
That's 100 million百万 kilos公斤 a day.
319
1005802
2531
1天的话就是1亿公斤。
17:01
Then, finally最后, the landing降落 day.
320
1009603
2375
最终,到了着陆的那一天。
我将永生难忘——大家都疯狂了,
在德国有250名电视台工作人员争相报道。
17:03
I will never forget忘记 -- absolute绝对 madness疯狂,
250 TV电视 crews船员 in Germany德国.
321
1011978
5388
17:09
The BBCBBC was interviewing面试 me,
322
1017366
2019
在BBC采访我的同时,
17:11
and another另一个 TV电视 crew船员
who was following以下 me all day
323
1019385
2972
另一家电视台全天都在
跟踪报道我的工作人员
17:14
were filming拍戏 me being存在 interviewed采访,
324
1022357
2136
也拍下了我的访问过程,
17:16
and it went on like that
for the whole整个 day.
325
1024493
2438
那种状况持续了一整天。
17:18
The Discovery发现 Channel渠道 crew船员
326
1026931
1811
探索频道的工作人员
17:20
actually其实 caught抓住 me
when leaving离开 the control控制 room房间,
327
1028742
2322
在我离开监控室时找到了我,
17:23
and they asked the right question,
328
1031064
2113
并且提出了正确的问题,
17:25
and man, I got into tears眼泪,
and I still feel this.
329
1033177
3625
我当时激动得流下了眼泪,
而那种感觉依旧挥之不去。
17:28
For a month and a half,
330
1036802
1683
此后的1个半月里,
17:30
I couldn't不能 think about
landing降落 day without crying哭了,
331
1038485
2834
每次想到着陆日我都会热泪盈眶,
17:33
and I still have the emotion情感 in me.
332
1041319
2715
并到现在那种情绪在我心中仍然存在。
17:36
With this image图片 of the comet彗星,
I would like to leave离开 you.
333
1044034
2949
我想用这张这颗彗星的照片
来结束今天的演讲。
17:38
Thank you.
334
1046983
2113
谢谢。
17:41
(Applause掌声)
335
1049096
4879
(掌声)
Translated by chunhua zhang
Reviewed by Alan Wang

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ABOUT THE SPEAKER
Fred Jansen - Space explorer
As manager of the Rosetta mission, Fred Jansen is in charge of the project that could be instrumental in uncovering clues to the origins of life on Earth.

Why you should listen

Fred Jansen manages the European Space Agency’s Rosetta mission, which guided a probe into orbit around a comet and dispatched a lander to its surface -- both firsts in space exploration. Although the lander Philae could not accomplish its full mission before going into hibernation, the data it’s already gathered will immeasurably multiply our knowledge of comets and their contributions to the ingredients of life on Earth.

In addition to his work with the Rosetta Mission, Jansen oversees the ESA’s XMM-Newton, an orbiting x-ray space observatory delving into the most elusive secrets of the universe, including black holes and dark matter.

More profile about the speaker
Fred Jansen | Speaker | TED.com