2005年1月12日，举世瞩目的美国航宇局“大冲撞”（又译“深度撞击”）彗星探测器发射升空。这一价值3.3亿美元的探测器之所以引起关注，是因为它将在飞行4.31亿千米之后，于2005年7月4日撞击名叫坦佩尔1的一颗彗星，研究其内部的秘密。项目主要负责人赫恩教授说：“从太阳系形成至今，只有彗星内部物质一直没有变化。在此之前，我们并不了解彗星内部的情况。我们希望通过这次‘大冲撞’来收集彗星内部的信息。”这是人类第一项实际触及并探索彗星的空间计划。
彗星探测热从何来
近年来，人类对彗星越来越感兴趣，刚刚过去的2004年更是掀起了彗星探测的新热潮。
2004年1月2日，飞行已久的美国星尘号彗星探测器与怀尔德2彗星交会，不仅拍摄了照片，还在离彗核很近的距离上用密度极低的氧化硅气溶胶首次获取了彗核物质。该探测器现正飞行在返航途中，将于2006年返回地球。这将是人类首次把除地球的卫星——月球以外的天体样品送回地球。这些样品可为研究宇宙的形成和地球生命的起源提供重要线索。
欧空局2004年3月2日发射了其第一个彗星探测器“罗塞塔”。它将在10年的长途跋涉后进入楚留莫夫-格拉西门克彗星轨道，并向该彗星释放着陆器。这在人类航天史上也是前所未有。
现在美国又把 “大冲撞”探测器送上太空，准备上演惊心动魄的太空大撞击。
那么，如此频繁地发射彗星探测器，究竟是为了什么？
彗星曾被描述为“脏雪球”。它生成于比海王星轨道还要远、环绕太阳的一个由神秘天体构成的带内，是由太阳系诞生初期的物质构成的。由于自身温度极低，并处在温度极低的宇宙空间，因此自太阳系46亿年前诞生以来，彗星几乎始终保持着形成初期的状况。对它们进行研究将有助于人类揭开太阳系形成之谜。环绕太阳运行的彗星在向太阳系内部靠近时，其冰会受阳光加热而融化，喷出气体射流和糊状碎片，形成人们常能看到的彗尾。
科学家认为，彗星事实上就是宇宙诞生时剩下的原始物质。一些人猜想彗星上“窝藏”着复合碳分子。在地球幼年时期受到太空岩石撞击的过程中，这些碳分子可能在地球上“播种”了制造生命的化学成分。所以探测彗星很可能会使人类认识地球生命起源的奥秘。此外，彗星撞击地球会引起灾变，而地球上的水也可能来自彗星。探测彗星有助于人类了解这些长期令人困惑的问题。探测彗星的本质及其组成，还能了解太阳风的物理性质和化学成分。
现在，人类已掌握了许多有关彗星的知识，但仍有不少谜团尚未揭开。如彗星上存在着太阳系最原始的物质，但目前还不知道这是何种物质；宇宙中存在很多貌似小行星的休眠状态的彗星，但还不知道如何鉴别；现已掌握了一些彗星的物理和化学特征，但还不知道如何利用这些特征来确定彗星的类型。科学家希望用“大冲撞”在坦佩尔1彗星上撞出一个大坑，以从中找到这些问题的答案。
20世纪80年代以来，人类已用多颗探测器对5颗各具特色的彗星进行了探测，但都没有直接登陆彗核进行研究，也没有收集彗星物质并送回地球。虽然已发射了利用这两种方式探测彗星的航天器，但按接触彗核的时间来说，即将升空的“大冲撞”将是最早的。它将首次揭开彗星的外表，探索其内部奥秘。它的任务是：观测彗核的组成；测量彗核的深度和直径；分析彗核物质和溅出物质的成分；观测碰撞造成的“蒸气现象”。
撞击彗星不容易
“大冲撞”项目是从2000年初开始实施的，主要参与单位是喷气推进实验室、马里兰大学和鲍尔宇航与技术公司。它的首要科学目标是探测彗核内部与其表面的不同。科学家相信，彗核表面已高度演化。由于多次接近太阳，其最表层的冰已融化，而这会对彗星表面以下的物质产生巨大影响。“大冲撞”有望回答的问题之一就是宇宙的原始物质到底埋在彗星内部多深的地方。
该探测器原定2004年12月30日发射，但由于需再次进行地面试验和更换发射部件而两次推迟升空。发射截止日期为2005年1月28日。在这一期限内的任何时间发射，“大冲撞”都会在2005年7月4日与坦佩尔1彗星会合。届时将用“哈勃”空间望远镜、“空间红外望远镜设施”和“钱德拉”X射线空间望远镜等一系列天文望远镜观测撞击的壮景。
美国航宇局也做了两手准备：万一1月28日前没能发射，错过了与坦佩尔1会合的时机，“大冲撞”也可瞄准其它目标。
“大冲撞”探测器大小犹如一辆中型面包车，重650千克，由轨道器（也叫飞越器）和撞击器组成。它们各自携带有仪器，如高、中分辨率成像设备，红外光谱仪和光学导航装置等，用于完成不同的科学任务，并能独立接收和发送信息。轨道器分别在X波段和S波段与地球和撞击器保持通信。主要数据将立刻被传输至地面，其它数据将在一周内传输。撞击发生后，轨道器对“弹坑”和彗星内部物质的碎片同时进行光学成像和红外扫描。
它将分三步完成任务：首先是靠近坦佩尔1彗星；接着是发射撞击器撞向彗星表面，形成撞击坑，造成彗星内部物质溅出；最后是轨道器靠近撞击坑，收集彗星内部物质进行研究。
撞击器主要由铜（49%）和铝（24%）制成，上面布满铜钉，只有茶几大小。采用铜是为了在撞击后不致于混淆彗星的组成，因为彗星成分中不含铜元素。如一切顺利，重约370千克的小型撞击器可在轨道器接近坦佩尔1前被释放，24小时后撞击到彗星。撞击器被释放出去后，轨道器会降低速度，改变航线，在距坦佩尔1彗星500千米以内观测撞击过程。在记录撞击过程和收集彗星内部物质样品的同时，它还会对彗核结构和组成进行分析。它的主要任务是，考察撞击后10多秒内彗核的变化，对撞击过程、撞击坑形成及坑内部进行成像，获取彗核及撞击坑内部的能谱，并存储和发送图像与能谱数据。它还将接收撞击器发回的数据。在此过程中，它的高增益天线将向地球发回近实时图像。
按计划，撞击器脱离轨道器后将独立运行，通过自身的导航和动力装置撞向彗星。它上面的相机将在撞到彗核前2秒钟，拍下绝无仅有的最近距离的彗核照片。撞击器重量并不大，撞向彗星后不会明显改变彗星的运行轨道。
随后，彗星将从轨道器头顶飞过。此时轨道器将调转角度从后面继续对彗核进行跟踪分析。它的保护罩将保护其免遭彗尾破坏。彗星远离后，轨道器将把记录的数据传输回地球。按照计划，假如轨道器还能工作，它还将继续飞向另一颗彗星，执行下一项探测任务。
“大冲撞”面临的最大挑战是要能从距坦佩尔1彗星86.4万千米远处，以约10千米/秒的速度高速撞击到直径不到6千米的彗核，而且该区域必须有阳光照射，以便科学仪器能对撞击过程及结果进行拍照。为此，撞击器携带了一台称为“撞击器目标敏感器”（ITS）的高精度星跟踪器，并使用曾在深空1号探测器上试验过的自主导航系统进行导航。它还携带了能提供25米/秒推进速度的肼推进系统，以进行必要的轨道修正和姿态控制。
ITS用于撞击器飞向彗星过程中的导航。在接近彗核过程中，ITS的视轴与撞击器的速度矢量在一条直线上，指向撞击点。此外，在其光学器件没被尘埃破坏前，它能提供分辨率为0.5米/像素甚至更高的照片。
撞击器冲向彗核时产生的动能相当于4.5吨 TNT炸药的能量。由于撞击器和彗星间的相对速度很大，两者相撞会产生巨大的能量，铜制探测器将被熔解蒸发，产生焰火般的绚丽景象。预计会在彗核上撞出一个约7～15层楼（30～50米）深、相当于足球场大小的大坑，直达彗核。溅起的尘埃将反射大量的阳光，使彗星看起来更明亮。撞击器内刻满全球天文爱好者名字、迷你CD般大小的一张光盘将同时穿入彗星内部，永远留存在彗星上。撞击发生约一天后，轨道器将拍摄尘埃与弹坑的可见光和红外图像，对其结构和组成进行研究。
美国航宇局希望这次撞击能至少撞下彗星的一块表层，以达到探视彗星内部情况、确定彗星物理特性和了解彗星尘埃的目的。但科学家没有把握一定能将彗星撞出个深坑。有人认为，这种碰撞可能只会达到擦撞效果。天文学家赫恩对此较为乐观。不过他仍认为，即使撞击成功，也可能有5种结果：（1）按预想在彗核上形成一个足球场大小的撞击坑；（2）如彗核是由固态冰物质构成，撞击后会形成一个普通房间大小的坑；（3）若彗核由一些与泡沫岩类似的坚硬多孔的岩石组成，则碰撞只能把彗核物质进一步挤压紧密；（4）如彗核由高密度粉末状物质组成，撞击器有可能会“穿星而过”；（5）彗星在受撞后被冲碎瓦解。
距离最近的旁观者
“大冲撞”的轨道器不仅将扮演母船的角色，把撞击器送至坦佩尔1彗星附近，而且还将是距这场空前大撞击最近的旁观者。
撞击后，巨大的能量会使坑中部分物质溅射出来，发生一些吸热化学反应。最早溅出的将是最表层的物质。它们会溅在离撞击坑最远的地方。晚溅射出的物质原本埋藏在彗核的更深处，会溅射在离撞击坑较近的地方。轨道器将观察撞击坑的形状，测量坑深和直径，确定坑及溅出物的内部构成，监测由撞击而喷发出的气态物质的变化，并对溅射物进行成像。通过对最早溅射物与后来的溅射物的比较，可能会确定出原始物质埋藏在彗核内部的深度。
轨道器将陆续地把照片和数据传回地球。2006年4月，待科学家分析完这些照片和数据后，该项目最终结束。
对普通人来说，这也将是百年难逢的天文奇观。撞击发生前，人们就可用天文望远镜看到那颗彗星。撞击产生的碎片反射阳光，可使该彗星变得十分明亮。如天气情况好的话，在地球上用肉眼就可看到撞击产生的美丽“焰火”。科学家们也将通过地球上的天文望远镜研究撞击效果。
轨道器上装有一个固定的太阳能帆板及小型镍氢电池、一部高增益天线、碎片防护装置、高分辨率成像仪（HRI）和中分辨率成像仪（MRI）。轨道器设计的关键是碎片防护。它飞过彗发时，有被小的粒子撞击的危险，可能会导致探测器控制、成像和通信系统的损坏。为尽可能减轻损害，轨道器飞过彗发时要旋转，由碎片防护装置对探测器及其仪器实施全面保护。
首次在行星探测领域使用的HRI成像仪由30厘米孔径的望远镜、红外光谱仪和多光谱CCD相机组成，视场角0.118度。红外光谱仪在撞击过程中及撞击坑形成后，将探测释放出的能量气体及溅射物的红外能量。轨道器距彗星700千米远时，CCD相机能以优于2米/像素的分辨率对彗星成像，适合观察彗核，能拍到彗星更清晰和更详细的照片。分析这些数据，并与宇宙中已发现物质的能谱相比较，就可实现对未知物质的认识。
MRI成像仪与HRI的不同之处在于望远镜的视场角和分辨率。MRI的望远镜是卡塞格伦式的，孔径12厘米，焦距2.1米。由于其视场角宽（0.587度），最高分辨率为10米/像素，所以可观测到彗星周围更多的星体，因而更适合撞击前最后10天的导航。MRI成像仪还作为HRI的备份观测设备。
意义深远
坦佩尔1彗星于1867年被发现。它每5年半绕太阳运行一周，已穿过太阳系100多次。2005年又是它的回归年，使它成为研究彗星外层覆盖物演化的最佳对象。
与以往的探测计划不同，“大冲撞”不是被动地等待和观察。它是人类历史上第一次利用太阳系中的其它天体来做一项大型“实验”。科学家认为，通过对彗星实施撞击，使其露出彗核，能够解答天文学上和自然界中的许多问题，包括彗星和太阳系的形成，甚至生命的起源等。
这次撞击虽会轻微改变这颗彗星的轨道，而且将在坦佩尔1运行到距地球最近（约1.5亿千米)时进行，但这并不会威胁地球的安全。相反，该计划的一项重要任务就是研究如何使彗星和流星改变方向。实验获得的资料对于地球如何应对外天体撞击的威胁将非常宝贵。
“大冲撞”探测器本次使命还有一个特别之处，即它并不只属于科学家，每位对太空好奇的人都可参与。只要在2004年2月前登录了相关网站，并在相关网页上成功注册，就可参与“将你的名字送上彗星”活动。尽管不是直接加入科学研究，但通过这种象征性地将名字送至彗星的方式，可激起人们对宇宙科学的兴趣和参与意识。
“大冲撞”探测器的名字源自1998年好莱坞推出的一部同名科幻灾难片（影片译为《天地大冲撞》或《彗星撞地球》）。这部影片因有独特的科学启示性被列为好莱坞八大科幻片之一。其大致情节是：
14岁的少年贝德曼在弗吉尼亚里奇蒙天文实验室里，无意中发现了一颗不知名的彗星，后经科学家证实这竟是一颗能给予地球毁灭性打击的彗星。它的面积相当于纽约市，重约500兆吨，围绕太阳运行。如按当时所在轨道运行，这颗彗星约一年后就会撞击地球。为此，政府决定发射美俄联合制造的弥塞亚号载人飞船登陆该彗星，用核装置引爆彗星或使其偏离原来的轨道，以阻止灾难的发生。但因为对彗星结构了解不够，彗星被炸后分成两部分，继续飞向地球，飞船也与地球失去了联系。这时灾难似乎已无法阻止，撞击产生的海啸与尘埃将会给地球所有生命以致命打击……然后是好莱坞式的结尾：几经周折，弥赛亚号又与地球恢复了联系。航天员们毅然启动核装置，奋不顾身地冲向大彗星块，使地球转危为安。
人类的彗星探测之路并不平坦。2002年7月3日，美国发射了“彗核之旅”探测器，但它同年8月15日与地面失去联系。但愿“罗塞塔”和“大冲撞”能一路顺风。