摘要
2014年11月12日，“菲莱”着陆器降落到67P/ churyumovv - gerasimenko彗星上，两次从彗星表面反弹，然后降落在阿比多斯地区的悬崖下。着陆过程让我们得以深入了解彗星核的性质1，2，3.．在这里，我们报道了对之前未被发现的第二次着陆地点的调查，菲莱在那里花了近两分钟的时间穿越彗星，在两个相邻的彗星巨石上产生了四个不同的表面接触。它将原始的水冰——也就是45亿年前彗星形成时的水冰——暴露在它们的内部，穿过巨石之间的缝隙。19个月后，我们的多仪器观测发现，这种水冰与无处不在的富含有机物的黑色物质混合在一起，其局部尘埃/冰的质量比为\ ({2.3} _ {-0.16} ^ {+ 0.2}: 1 \)，与之前在火山爆发新暴露的水冰中观察到的值相匹配4水在阴影中结冰5，6．在裂缝的末端，“菲莱”在巨石冰上留下了0.25米深的印记，提供了现场测量，证实原始冰的抗压强度非常低(小于12帕斯卡，比刚刚落下的小雪更软)，并允许对巨石冰内部的孔隙率(75±7%)进行关键估计。我们的研究结果为寻找富含挥发性的冰样本的彗星着陆器提供了约束条件。
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数据可用性
欧西里斯、VIRTIS、RPC-MAG和ROMAP的所有校准数据均可通过欧洲航天局的行星科学档案网站(https://archives.esac.esa.int/psa/)．的补充信息包含额外的支持图像、数据和解释性文字，目的是让读者了解我们做了什么以及我们是如何做的。
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确认
B.G.和J.B.感谢德国研究中心für Luft- und Raumfahrt (DLR)的持续支持，感谢德国研究中心在Bl 298/24-2赠款框架下对2285“行星系统碎片磁盘”研究单元的支持。欧西里斯是由马克斯-普朗克研究所(für Sonnensystemforschung, Göttingen，德国)领导的财团建造的，与CISAS合作，意大利帕多瓦大学，法国马赛天体物理实验室，西班牙格拉纳达安达卢西亚天文研究所，CSIC，西班牙格拉纳达，欧洲航天局科学支持办公室，荷兰诺德维克，西班牙马德里国家航空航天技术研究所，西班牙马德里理工大学，西班牙，瑞典乌普萨拉大学物理与天文系和德国布伦瑞克技术研究所für Datentechnik und kommunikationnetze der Technischen Universität。感谢德国(DLR)、法国(CNES)、意大利(ASI)、西班牙(MEC)、瑞典(SNSB)和欧空局技术理事会的国家资助机构的支持。VIRTIS和GIADA团队的作者要感谢意大利航天局(ASI，意大利;合同编号为I/024/12/2)和国家空间中心(Études Spatiales，法国国家空间研究中心)支持他们的贡献。ROMAP和RPC-MAG团队的贡献由德国部长für Wirtschaft und Energie和德国中心für Luft- und Raumfahrt根据50QP1401合同提供财政支持。本研究使用了科学软件shapeViewer (www.comet-toolbox.com)。视频渲染由PRo3D提供支持，PRo3D是一种用于探索和分析行星和较小天体表面重建的查看器。它由VRVis Zentrum für Virtual Reality und Visualisierung Forschungs-GmbH与Joanneum Research和帝国理工学院密切合作开发; see http://pro3d.space for more details. Trajectory and instrumental information relevant to the observations performed on Rosetta was based on the use of SPICE kernels. We acknowledge the important role played by the Rosetta Science Ground Segment, the Rosetta Mission Operations Team and the Philae Lander team(s) in the running of the Rosetta mission and Philae Lander Operations.
作者信息
作者及隶属关系
贡献
L.O 'R对头骨顶部的冰缝和其他着陆点进行了识别。论文的主要作者是L.O 'R。对方法和补充信息部分的贡献由L.O’r完成。，P.H., S.F., H.V.H., G.F., A.R., M.C., J.B., B. Gundlach, A.R., M.d.P.C.P. and G.P. The ROMAP and RPC-MAG data analysis was performed by P.H., K.-H.G. and H.-U.A. in close collaboration with L.O’R. The compressive strength and porosity analysis was performed by J.B. and B.G. The OSIRIS image analysis was performed by L.O’R., S.F. and H.V.H. The VIRTIS data analysis was carried out by G.F., A.R., M.C. and F.C. The skull-top crevice ice and dust analysis was carried out by A.R., D.B.-M., M.K., O.G. and N.O. The OSIRIS image processing was performed by S.F., H.V.H., G.K., C.T. and H.S. Trajectory data analysis was performed by B. Grieger, L.O’R., R.A.B., P.H., J.-B.V., C.T. and H.S. Shape model support and analysis were provided by L.J., J.-B.V., R.A.B., M.d.P.C.P. and G.P. Figures (in support of analysis) were generated by L.O’R., P.H., R.A.B., J.B., B. Gundlach, S.F., H.V.H., G.F., A.R. and M.C. All authors have participated in the review of the paper and its contents.
相应的作者
道德声明
相互竞争的利益
作者声明没有相互竞争的经济利益。作者之一，n.o.，目前在自然通讯但没有以任何方式参与期刊评审过程。
额外的信息
同行评审信息自然感谢Erik Asphaug、Dennis Bodewits、Mathieu Choukroun和其他匿名审稿人对本工作的同行评审所作的贡献。同行评审报告是可用的。
出版商的注意施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。
扩展的数据图形和表格
图1着陆前和着陆后图像对比。
一个，b，欧西里斯卫星在着陆前拍摄的图像中头骨顶部山脊(黄色矩形)的位置对比(一个；2014年10月22日)和着陆后的图像(b；2016年5月14日)。黄色虚线勾勒出头骨顶部的巨石(见补充视频)1为了进行详细的比较)，而图像之间的背景地形相似性则用蓝色虚线表示。虽然航天器距离相同(约8公里)，但图像之间的太阳照明和罗塞塔观测几何形状不同。一个箭头指向菲莱着陆器的位置b．
扩展数据图2欧西里斯彩色合成的颅顶巨石。
(在一个- - - - - -h，主图中的框状特征在插图中被放大。在我，j，无需放大。)一个，b，落地前骷髅顶巨石的图像。RGB设置;“绿色”= F24 (480.7 nm)，“红色”= F22 (649.2 nm)，“蓝色”= F16 (360.0 nm)。c- - - - - -e， 2014年12月观测到的骷髅顶巨石。RGB设置;“绿”=“红”= F22 (649.2 nm)，“蓝”= F24 (480.7 nm)。f- - - - - -我2016年3月观测到的头骨顶部巨石。RGB设置;“绿”=“红”= F22 (649.2 nm)，“蓝”= F24 (480.7 nm)。j- - - - - -米， 2016年6月初和中旬的头骨顶部巨石的彩色合成，在照片中可以看到明亮的冰特征k- - - - - -米具体来说。RGB设置;“绿色”= F24 (480.7 nm)，“红色”= F22 (649.2 nm)，“蓝色”= F16 (360.0 nm)。
扩展数据图3头骨顶部缝隙的照明几何形状。
一个， 2016年6月12日的阿比多斯地区的OSIRIS NAC图像，包含三个重叠的方位角图。每个地块的中心点都位于头骨顶部的缝隙上。两个头骨顶部的巨石是由绿色椭圆勾勒出来的，而裂缝是由它内部的一个微小的紫色椭圆勾勒出来的。在这个中心点上，观众处于90°角，即俯视图;每个同心圆代表视角减少10°。大的红色方框包含一个覆盖在图像上的方位角图，绿线显示地平线。左边两个方面图中的红色区域显示了太阳在“菲莱”着陆的整个时期和“罗塞塔”任务结束期间在该区域的轨道，而黄色的覆盖线是裂缝自己的地平线掩膜(创建如中所述)b)．b， 8月21日19:19-19:24的方位图示例ut罗塞塔的位置和太阳此时的位置用非常短的绿色和红色线标记出来。这些短线被蓝色的长线连接到中央裂缝。这为欧西里斯相机提供了视线，并在此期间为裂缝提供了太阳照明。然后我们看欧西里斯图像(插图)，看看裂缝是否被照亮。我们发现它是，这就是为什么它位于红色的地平线掩膜内。虚线正好穿过裂缝，这意味着这条线的右边是裂缝的右边，左边是裂缝的左边。
扩展数据图6 Philae相互作用几何和巨石体积填充因子。
一个，“菲莱”与冰/尘埃在TD2c最深穿透时刻的相互作用几何。b，“菲莱”叠加在欧西里斯图像上(2016年9月2日)，显示了与中等效的相互作用几何一个．c，由卵石组成的圆石的压应力曲线。注意体积填充因子Φ仅表示多孔卵石的填料;然后将这些物质进一步打包，构成整个巨石。看到方法有关此面板的详细说明。
补充信息
补充信息
该文件包含14个部分，描述工程和科学侦探故事，作为本文的背景。虽然有些部分是高级的和描述性的，但其他部分非常详细，因为它们扩展了主要论文方法部分的内容。提供15个补充数字;四个是视频。
41586 _2020_2834_moesm3_esm.mov
视频1动画显示着陆前和着陆后图像的比较这段视频让观众看到了22年的图像之间的比较nd2014年10月和14日th2016年5月。对比显示了相似之处(黄框)，也显示了不同之处(红框)。
41586 _2020_2834_moesm5_esm.mov
视频3图的动画．2主要纸张-图(b)中“菲莱”飞过“骷髅顶”裂缝，并与ROMAP观测到的数据链接(a)。当“菲莱”压在TD2a、b、c和d上时，相应的标记被突出显示。图(c)， (e)和(f)没有出现在主要论文的图2中，但“菲莱”也在这些图像中飞行。
41586 _2020_2834_moesm6_esm.mov
视频4动画显示TD2b灰尘墙这个动画展示了一组重复的图像(在时间上向前走，然后以相反的顺序)，从头骨顶部巨石的背面看，在那里有一个与裂缝分离的结构，即灰尘墙(用黄色突出显示)。
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欧洛克，L.，海尼施，P.，布鲁姆，J.。et al。“菲莱”着陆器揭示了彗星巨石内部低强度的原始冰。自然586， 697-701(2020)。https://doi.org/10.1038/s41586-020-2834-3
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DOI：https://doi.org/10.1038/s41586-020-2834-3
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