彗星之约
彗星67P/“楚留莫夫－格拉希门克”号开始喷射水汽，与地球上海洋中的水不同
2014年的科学突破以一系列来之不易的图片激发了公众的想象力，它们来自比火星还要遥远的地方。纺锤型、三脚状物体，在太空中的独有造型，落向一个几乎黑暗的彗星――这小小的菲莱着陆器能在“楚留莫夫－格拉希门克”67P彗星上生存吗？
不久，其他图片陆续传来。其中一张展示了菲莱最初着陆的尘面。该着陆器配置了鱼叉、螺钉，以及不起作用的反向推进器，不过它没能在表面坚硬的彗星上着陆，接着它回弹到几乎不存在的重力中。接着又出现了一些令人迷惑的不祥画面，菲莱看起来是要侧面着陆，而且与目标着陆点相差甚远，在悬崖的阴影中。
彗星是尘埃、冰和有机分子组成的烧结块，其自身不包含岩石。不过，菲莱被困在一个坚硬的地方，旁边有什么东西看起来很像岩石。由于缺乏足够的阳光给电池蓄能，着陆器只留有57小时收集数据的时间。为菲莱设置的人性化的推特账号描述了它最后的时光，语气略显低沉：
“我觉得有点累了，我的数据你们都收到了吗？我得去打个盹。”
无论菲莱究竟发回什么数据，这些数据的意义都非同寻常，不仅仅是因为67P是着陆器探索的地球之外的第七个星球（金星、火星、月球、土星的卫星泰坦，以及另外两颗小行星）。着陆的意义主要在其情感和象征意义。任务管理者们认为，所有80%的科学回报会来自于菲莱的母船――罗塞塔，它曾于去年8月份到达彗星，并开始绕轨道运行，其范围约10公里。正是由于更广泛的成就，以及它所发回的海量信息，《科学》杂志将它列入2014年度科学突破的榜首。
这项耗资14亿欧元的彗星研究任务是欧洲航天局的一件大事。2004年任务启动之后，飞行工程师们将罗塞塔投入到一个十年的轨道游戏中：火星和地球作为重力助推，将飞行器与彗星的椭圆形、6.5年轨道达成一致。当罗塞塔追上67P，彗星仍然寒冷并远离太阳。随着它朝向阳光的方向前进，它地下的积冰层开始升华，释放出气体和尘埃。峰值活动应该出现在2015年8月的近日点，当时彗星正好在太阳和火星之间的正中。通过观察飞行器的变化，科学家们可以了解每次彗星接近太阳时，它们发生的改变。同时，通过减去那些流程，他们可以逆转时光，并理解45亿年前彗星是如何形成的。
罗塞塔的能量来自其数月以来近距离范围内接近彗星的行为。前期约一半的彗星任务会在数小时内定点起飞。另一个哗众取宠的冰体飞越任务是NASA飞向冥王星的“新视野”任务，在2015年7月14日飞过这个矮行星。最近的时候，“新视野”会与冥王星保持1万公里距离，这个距离足以分辨山脉大小的特征（摄像机的像素分辨率为12公里）。相比之下，罗塞塔的摄像机可以分辨相距数厘米的物体。目前为止，罗塞塔已经跟踪到了从活跃喷射中产生的尘埃。
2015年，罗塞塔将继续绕轨道运行，并研究67P
美国马里兰大学行星科学家迈克尔?奥赫恩（Michael A'Hearn）认为：“突破还未到来，但还是会在飞行器与彗星之间产生。”作为研究罗塞塔上两样工具的科学家，奥赫恩也是“深度撞击”项目的首席研究员。“深度撞击”是NASA的彗星飞越项目，2005年将一射弹射向坦普尔1号彗星，用以探测彗星内部情况。他说：“就科学进步来讲，罗塞塔比“深度撞击”更不可思议。”
罗塞塔轨道飞行器不仅仅用来看，它还能闻。罗塞塔轨道飞行器离子和中性分析波谱测定仪（ROSINA）旨在将其波谱测定仪用于67P被称作“彗形像差”的大气薄晕中的气体分子。除了检测事先预期的如水、甲烷和氢气等在内的气体以外，它开始发现了一些稀有物种，包括甲醛和氰化氢。了解彗星原始的成分非常重要，因为很多科学家认为由于水和有机分子的融合，彗星推动了地球上的早期生命。
ROSINA对于检测同位素非常敏感。在到目前为止最重要的任务结果，登载在2014年12月10日《科学》杂志网络版上，ROSINA研究团队在高比例的重氢（氘）中发现了普通氢。由于这种D-to-H（氘到氢）的比率比在地球上的水的比例高，他们提出，像67P这样的彗星并没有在将水运送到地球的过程中起到主要作用。这一高比率也支持了有关两个彗星主群地点形成的经典观点。该观点认为，像67P这样的柯伊伯带彗星，超越海王星形成，在此之前它通过木星的重力影响而远离柯伊伯带。其他彗星，相对的D-to-H比例小，更接近太阳。那里，太阳能系统动力又给了它们一个强大的推动力，足以让它们分散到一个更遥远的太阳能区域，即人们熟知的奥尔特云。
罗塞塔有其局限性。它尽力检测复杂的有机分子链，例如氨基酸，尤其是在彗星的固体表面。因此，最终无法告诉科学家们彗星表面的有机物是否是67P起源的原始成分，或者由早期与太阳的接触产生的化学反应的产物。这可以解释为什么项目科学家们感到失望，菲莱没有能够执行它最具雄心的实验：从彗星表层下面钻井取样，并将它放入烘箱进行分析。
任务的管理者们并没有完全放弃再次的尝试。随着67P接近太阳，更多的阳光将洒落在菲莱的太阳能板上。在它最后一次推特里，着陆器显示了复活的可能。它写道：
“我在彗星上的生命刚刚开始 ESA罗塞塔。我会和你说更多关于我的新家，67P彗星，很快……zzzzz。”
无论菲莱是否醒来，罗塞塔在67P彗星上的时光确实已经开始，而且，它预示着一个全新的彗星科学时代。
评选花絮
《科学》杂志网站的访问者挑选了他们心目中2014年的最佳科学突破，结果是：扩展基因密码34%；年轻人血液救助老人32%；彗星之约17%；治疗糖尿病的细胞11%；C型肝炎的简单疗法6%。
自1996年开始，《科学》杂志的作者和编辑们通过会议、修改排名，甚至是在办公室厨房设置意见箱的方式征集当年的科学突破。2014年，我们决定请公众给一个说法。11月，我们在网站www.sciencemag.org上贴出了19个突破的“长名单”作为候选对象，在接下来两周里请登录网站的网友们选择。12月，我们选取了入围的前五位，并将它们再次公示，参加第二轮为期一周的投票。
罗塞塔号彗星任务，在投票开始初期正成为全球各大版面的头条，第一轮投票结束遥遥领先，将24 947份投票中的16%收入囊中。排在第二的是“年轻血液救助老人”，投票率11%，“治疗糖尿病的细胞”占10%。
第二轮投票中，事情变得有意思。“年轻血液”转为领先，看起来十拿九稳。但最后关头，“基因密码”拉着小老鼠们一路反超。这两个结果在投票的最后环节不分上下，但基因密码还是拔得头筹，险胜。“罗塞塔”任务仅排第三，最终《科学》还是选择“罗塞塔”任务为头号突破。
资料来源Science
责任编辑 彦 隐