科学史评话最新专辑

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  1. 18時間前

    探测器列传:52.嫦娥奔月

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    25分
  2. 8月30日

    探测器列传:51.不务正业

    到了2012年的4月份,地面上的工程师和科学家们再一次让嫦娥2号“改行”了,让它从地日L2点一杆子支出去,去拜访一下700万公里之外的图塔蒂斯小行星,这一下是彻底走远了。 我做了这么多期节目了,从来没见过这么不务正业的探测器。这都哪儿跟哪儿啊?由此,嫦娥2号从从探月优等生变成了深空拓荒者,变成了一颗名副其实的深空探测器了。所以啊,别人要问您,我国第一个深空探测器是哪一个啊?您千万别把嫦娥2号给忘了。 那么,地面人员为啥会选中这个图塔蒂斯小行星呢?这可就说来话长了。 首先是粗筛,现在嫦娥2号纯属退休返聘,发挥余热。太远的地方去不了。控制在1500万公里之内。在这个范围内,测控网的天线还能收到信号。 另外,时间不能太早,因为为了支援后续的嫦娥3号和4号,喀什和青岛原有的测控站要升级。喀什测控站要新增一台35米直径的大天线,新建的佳木斯测控站要建造一个66米口径的大天线。基础设施建造也是要花时间的。所以,嫦娥2号和目标的汇合时间应该是在2012年10月到2013年6月之间。 另外,目标总要跟地球有点关系,跟地球八竿子打不着的小天体,探测的必要性不大。只有那些时不时就横穿地球轨道的小天体才有探测的必要性。你不得防止它们撞上地球嘛……

    24分
  3. 8月24日

    探测器列传:50.火星的结构

    火星的半径差不多只有地球的一半,地球的地核半径为3480公里,火星的内核为1830公里,半径差不多也只有地球的一半。这个比例倒也差不多。这种球形的大行星,都经历过分异的过程。想当初,这个大球在形成的时候,都处于熔融状态,密度大的物质都往内核里沉淀,比较轻的物质飘在最上层,你别看地面上的石头好像是挺沉的,其实密度并不算大。大理石和花岗岩,密度和玻璃以及铝的密度差不多。平均也就在2.5~3.2克/立方厘米之间。地幔组成物质就比如橄榄石、石榴石等等,这些密度就比花岗岩大多了。石榴石的密度普遍在3.5~4.3之间。 地核的处于高温高压环境下,主要成分是铁镍这种金属,密度可以达到12克/立方厘米。火星的内核相比地球来讲就小多了,没有那么大,这就说明火星的内核一定含有比较轻的元素,比如说氢和氧。这些元素的存在,可以降低凝固点。 洞察号是固定不动的,是个非常好的无线电发射源。美国人在环绕火星的轨道上有好几个环绕器,都可以用天线精确测量这个无线电发射源的位置和角度。地球上的大天线,可以精确的观测这个无线电发射源。进而计算出火星自转的精确细节。 地球和火星这种大型天体,其实都并不是老老实实的自转,轴线始终会出现章动,也就是像搅屎棍一样搅合。地球是受到太阳和月亮的扰动,因此才会出现这种搅屎棍一样的章动。而且这种章动也受到地球内部地幔和地核的影响,毕竟这东西都是软的,你不能拿它们当做刚体去对待。你去转动一个煮熟的鸡蛋和转动一个生鸡蛋,效果明显不一样。这就是最简单的区分方式。 同样,我们也可以精确测量火星的自转情况,大致可以判断核心到底是不是液态,到底流动性如何。所以,科学家们推测,火星的核心可能是完全液态的。地球的核心比较大,相对来讲就复杂多了。地下是个高温高压的世界,高温倾向于让物质熔化,变成液体,高压又倾向于物质变成固体。到底哪种因素占主导,这还不一定呢。地核靠外的这一层是液态的,再往下又变成固态的了。火星核心相对简单一点,应该是全液态的。

    22分
  4. 8月16日

    探测器列传:49.名副其实的洞察号

    凤凰号有的那些功能,洞察号基本上也有。但是洞察号多了两样东西,一样叫做“内部结构地震实验”,缩写叫“SEIS”,说白了就是个地震仪。另外一个叫“热流和物理特性包”,缩写HP³。这东西本质上就是个打洞的钻头,按照NASA的设计,这东西需要钻进地下5米深的地方,测量火星的热量散失情况。道理也很简单,既然火星在逐渐冷却,内部热量在不断的流失,内部肯定会比外部温度要高一点。要想探测这种热流散失,就必须往地下打洞。 所以啊,InSight这个词被我们翻译成“洞察号”还真是一语双关。可不就是打个洞察看一下嘛。总而言之,这两种仪器都是为了研究火星的内部结构而设计制作的。你要了解火星,不能只看脸,只拍照,你还得摸一摸温度,量一量心跳。 洞察号的探测器平台是美国人做的,但是这两样关键仪器是欧洲人多国合作的产物。地震仪是由法国航天局设计和生产,巴黎地球物理研究所、瑞士联邦理工学院、马克斯·普朗克太阳系研究所、伦敦的帝国理工学院、高等航空与太空学院和喷气推进实验室参与研发的。说白了,这东西就是个加速度计,能够测量XYZ三轴加速度。火星上的轻微震动都能被它探测到。 过去,美国人在海盗2号着陆器上也带了地震仪,但是这种地震仪无法屏蔽探测器内部产生的各种干扰震动。这次洞察号就不一样了,人家这台地震仪是安装在洞察号的体外。洞察哈和凤凰号一样,不是都带着那种挖土的机械臂吗?头上装个挖斗,乍一看跟小号挖掘机似的?这回啊,这个铲子还能兼任吊车,可以把这个地震仪吊放到距离洞察号本体远一点的地方,用软线和本体连接……

    22分
  5. 8月2日

    探测器列传:48.火星上的化学实验室

    火星实验室因为比较重,整个系统达到了3.4吨的重量。只能用更强大的宇宙神5号来发射。整个系统包括火星车,外壳+防热大底,巡航级、降落伞系统和太空吊车系统组成。除了太空吊车以外,其他的设备以前都使用过,无外乎这一次的尺寸大了点。唯独这个太空吊车是个新装置,甚至在地球上都没办法完全测试,到底灵不灵,只有天知道了。 好奇号火星车的外形大致是个方形,下边装着6个轮子,靠悬挂装置和车身连接。盒子的左前方装着一根机械臂,右前方装着桅杆,车身上装了若干分析仪器。因为不需要太阳能电池板,背部空间全空出来了,仪器的开口多数都在背上。车尾巴上翘着通信天线,可以和地球建立数据通信,如果看不到地球,则可以利用卫星中继,和地球保持联系。 桅杆上装着一个方盒子,可以实现转向和俯仰,就像脑袋一样。两只立体相机安装在下相当于巴颏的位置。你可能奇怪,为啥眼睛不长在脑门上呢?因为脑门的部位被占用了。脑门上安装了一台激光发射装置,以及光谱分析仪。好奇号可以利用激光来照射石头,把石头烧到冒烟为止,通过分析烟尘光谱,就可以知道岩石的成分。这种好处是可以远距离测量成分,火星车也不是哪里都能爬得上去,对于远方的岩石,只能采用这个办法分析成分。 桅杆中间装有大气传感器,可以用来测量大气的参数。机械臂有3个关节5个自由度,人的手臂有7个自由度,相对来讲,机械臂有5个自由度也就够用了。机械臂上装着显微镜,装着打洞取样的钻机,装着alpha粒子质谱仪。其他的仪器就都装在背上,除了降落摄像头装在肚子底下。上次凤凰号的降落摄像头就不顶用,好奇号自然是不会再犯这个错误了。 对了,为了校准机械臂上的摄像头,在机身上带了一个校准的图案色板。由几块色块和由大到小的一串字符组成。色块是校准颜色的,字符是校准分辨率的。再下边是一枚一美分的硬币,上边有林肯的头像,这枚硬币也有来历,这个版本是1909年发行的,100多年以来,一直都没变过。这个硬币也是用来校准摄像头的,但是选择用一枚一美分硬币,纯粹是JPL的科学家们的行为艺术。人家乐意……

    22分

評価とレビュー

4.8
5段階評価中
6件の評価

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