想在彗星上找到冰的瑞士人
伯尔尼大学的两位天体物理学家希望利用一种新型仪器，进一步揭开太阳系形成之谜。他们认为彗星灰尘层中可能存在的冰是解密的关键所在。
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伯尔尼大学的一个小型实验室里一阵震颤，还传出嘎嘎的声响，这是研究人员正在对一台设备进行测试，这台设备以后将要被送往太空。
放在振动台上的是一台废弃的家用电脑，科研人员们正在对它进行超极限测试。最后，用厚玻璃板搭成的空间中塑料碎块飞溅–电脑报废了。
在隔壁房间中，尼古拉斯·托马斯(Nicolas Thomas)透过装甲车玻璃制成的窗户观察着这一切。这位实验物理学教授知道火箭发射时会对设备和人产生怎样的作用力。
2016年，托马斯在俄罗斯拜科努尔(Baikonur)见证了他参与研制的卡西斯相机系统被火箭送入太空的整个过程。
我当时站在距离发射场大约4、5公里的地方，天呐，那是怎样一种经历。当那东西升空时，我感到全身都在颤抖，我当时想：那个可怜的相机，它怎么才能挺过这一关！”
但这还不是全部：在经过剧烈颠簸的发射之后，火箭进入真空，相机系统还必须经受住航天器与火箭分离时的冲击，最终暴露在太空的强烈辐射之下。
现在，托马斯与天体物理学博士生莱纳斯·斯托克利(Linus Stöckli)一起开发出了一种新型仪器，两人希望在彗星任务中能用上这部仪器。
他们希望用它来发现彗星地表下的水冰，因为通过了解冰和土聚集状况，可以解密太阳系形成的奥秘。
托马斯说：“对彗星表面，至少是实际表层以下几厘米之处进行检测，能让我们有机会加深对太阳系形成过程的了解。
托马斯说：”因为彗星很可能是太阳系形成过程中的残留物，因此我们可以通过了解彗星来了解太阳系刚形成时的情况。分析水冰可以让人了解到太阳系形成初期泥土与冰是怎样混合在一起的。
2014年11月，伯尔尼大学参与的欧空局“罗塞塔”任务证明，太空探测器是能够在彗星上着陆的。当时着陆器在一颗名为67P/丘留莫夫-格拉西缅科(67P/Churyumov-Gerasimenko)的彗星凹凸不平的表面上安全着陆。
仪器如何运作
现在，斯托克利向我们展示了实验室里一台像洗衣机一样的仪器，他用一个光谱仪对仪器的内部进行测量。
在这里，他尝试对真空中的各种尘冰混合物进行分析，并检验冰和土是如何结合在一起的。
那么斯托克利能否在测量中区分出土和冰？他说：“如果可以做到，我们将制造一种新仪器，把它送往太空。”
普通的光谱仪并不适用，因此这两位天体物理学家必须制出一个尽可能小巧且非常结实的仪器，令其可以被安装在着陆器上，并能适应太空中的各种条件。
伯尔尼研究人员使用的仪器是一个太赫兹光谱仪(Terahertz-Spektrometrie)。迄今为止，这项技术已被用于机场安检和皮肤检查。
这个仪器尚未被用于太空任务，这个想法来自托马斯的一位激光物理专业的同事。
托马斯说，太赫兹光谱学涉及到一个新的波长范围，依托了新技术的发展才得以应用。
研究人员不久想在实验中运用天线发射光子，这些光子要么会被反射回来(这是一种更容易操作的方法)；要么会从样品中穿过去。
反射到接收器的数据最终将提供彗星表面下几厘米的成分信息。
德国明斯特大学行星学家、热物理学和彗星专家卡斯滕·居特勒(Carsten Güttler)说，掌握这一层面的内部构造有可能进一步了解太阳系早期阶段的信息。
他知道这个项目，但没有参与其中。居特勒认为伯尔尼大学的这个项目“特别有潜力，我从不知道在彗星研究领域可以用上这样的仪器。”
介于雷达和红外线之间的太赫兹波长已经在彗星上使用过。
虽然雷达能更好地穿透表面，但反射波的像素分辨率较低；而红外线虽然分辨率高，但穿透地表下层的深度不够。
联邦政府和欧洲航天局的资助
托马斯也强调，这是一项新的太空技术。“所以这也是航天机构对这个项目感兴趣的原因之一。”
他一直认为，研制新仪器，并尝试进行新的测量，以了解行星表面的情况是他探索太空工作的一部分。
而在实验室中进行的、可能长达数年的测量必须要得出明确的结果。
博士生斯托克利说：“如果想在太空探测器上安装这样一个设备，必须考虑到所有可能发生的意外情况。
比如用了不适合的元件，就会使测量结果失真，而一旦仪器被送往太空，就无法纠正了。
瑞士国家教育、研究和创新秘书处(SBFI)为该项目提供了130万瑞郎资金，为期三年；而欧洲航天局(ESA)则为初始阶段提供了9万欧元的资助。
拥有丰富经验
托马斯已经参与开发了几种目前在太空中工作的设备。他自豪地向我们展示卡西斯火星相机每15分钟通过位于达姆施塔特(Darmstadt )的欧洲太空运行中心向他的手机发送的数据。
教授承认自己痴迷于数据，“当我看到自己研制的仪器首次传出数据时，我真的会特别激动。”
托马斯估计，该仪器有可能在2040年前后的太空任务中派上用场，那时，这位教授已经退休十多年了。
“整件事中最困难的因素，是你研制出来的东西，你自己可能永远都看不到。” 但科学进程就是一个缓慢的过程，这也是这份工作的一部分。
能够参与到建设未来的工作中，对于托马斯来说是一种激励。该仪器可能加强瑞士在国际航天界的地位。托马斯说，瑞士在这一领域领先是件好事。
这也会提高知名度，例如在美国国家航空航天局(NASA)面前提高知名度，美国国家航天局非常有兴趣与瑞士合作。“到时候，我们可以在仪器上插上瑞士国旗，然后说：‘这是我们制造出来的。’”
(编辑：Sabrina Weiss，编译自德语：杨煦冬/gj)
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