科学史评话最新专辑

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科学史评话最新专辑

科学史评话最新专辑 平哥首个医学专栏上线啦，在喜马拉雅搜索“吴京平：通俗医学史”，抢先收听！

  1. HACE 1 DÍA

    探测器列传：15.木星之旅

    1972年的3月3号，先驱者10号发射升空。这一次用的还是擎天神火箭+半人马座上面级。但是为了增加推力，在半人马座上面级上边又装了一个Star-37E固体火箭。用这个家伙完成先驱者10号的最后加速，就靠这东西临门一脚，足以把探测器送出太阳系。 火箭发射很成功，探测器被加速到14.4公里每秒远远超过了第二宇宙速度。11个小时之后，先驱者10号就已经路过了月球，由此可见这家伙飞得有多快。为了稳定自身的姿态，先驱者10号以每秒转一圈的速度快速旋转。等到三根拉杆伸出来了，转速也就降低到了一分钟4.8圈。这个过程符合角动量守恒。反正先驱者10号使用核电池，不需要太阳能电池，因此也就没有对准太阳的必要。只要轴线上的那口大锅能对准地球就行了，可以采用自旋稳定。 先驱者10号需要的总能量是100瓦左右。出发的时候，电池的功率是155瓦。根据计算，等飞到木星的时候，功率会衰减到140瓦，依然是富富有余的。30年后，大概会衰减到80%，但是用来把热能转化成电能的热电偶老化更快，估计只能提供60%的电力了，到那时候，仪器只能选择性的开启，无法同时开启了。不过呢，这已经远远超出了NASA当时的计划。NASA觉得能坚持两年就够用，当然时间长了更好。但是没想到坚持了那么久…… 清除所有标记 清除选中的标记 错误类型 无错字 - 写作（在线版）

    23 min

  2. 16 NOV

    探测器列传：14.水手9号

    相比之下，水手9号入轨精确度很高。所以在熬过这场沙尘暴之后，应该有不少的科学发现。就这么干等了两个多月，到11月底，沙尘暴已经开始减弱，完全平息则要到1972年的1月份了。 从水手9号发送回到照片上，大家看到有4个火山口非常明显，这些火山口非常高大，以至于高度远在沙尘暴之上。其中3座稍小一点的一字排开，间距均匀，后来这几座山被称为塔尔西斯山群，所在的这片高地被称为塔尔西斯高原。 这三座山包连成一条直线，在这条线的垂直平分线上有一座特别高大显眼的火山，后来被称为奥林匹斯火山。这个火山长期以来都是整个太阳系最高大的山峰。等到沙尘暴完全消退，科学家们终于看到了火星的真面目。原来火星地形非常复杂，不仅仅有大量的火山口，还有古老的河床，壮丽的大峡谷和巨大的撞击坑。水手9号发现了20座高大的火山，基本上都比地球上的火山要大。 火星上有冰晶云，有沙尘暴，有雾，有雪，还有风。这是一个相当复杂的星球，在整个太阳系，环境算仅次于地球的存在了。于是，一个老生常谈的问题又一次被问出来了，火星上有生命吗？我们的水手9号拍摄了7329张照片，覆盖了火星表面80%的面积，可以算是提供了第一手的资料。苏联的火星3号只拍了60张照片，数量上就完全没办法比了。苏联在火星探测上屡屡吃瘪，所以，有关火星的大部分知识，都是美国人提供的…… 清除所有标记 清除选中的标记 错误类型 无错字 - 写作（在线版）

    23 min

  3. 9 NOV

    探测器列传：13.月球车1号

    月球上太阳出来了，那么月球车就可以开始到处溜达，月球上的黑夜，月球车就必须趴窝休息了。只要是月球车在行走，地面上就必须随时有两个人来操控这个月球车。一个负责开车，一个负责对着天线。正因为地球和月亮之间的距离太远，无线电通信有延迟，所以他们不可能像打游戏那样那么爽。他们每走一步都是小心翼翼的，必须谋划很久。天线稍微一歪就丢信号。这可不得慎重嘛。这事儿实际上是个体力活。一点都不轻松。 月球上一个白天，相当于地球上半个月。为了不浪费宝贵的阳光，地面操控人员必须三班倒的监控月球车的行动。本来拉沃契金设计局预计这家伙能在月球上工作3个月，实际上工作了10个多月。算是远远超额完成任务了。月球车1号走的最远的一天是走了2公里。而且还经历了一次日食，地球恰好挡住了太阳，月球表面的温度从130度在三个小时之内就降到了-100度。好在月球车1号自己带了放射性热源，所以这家伙不会被冻死…… 清除所有标记 清除选中的标记 错误类型 无错字 - 写作（在线版）

    23 min

  4. 2 NOV

    探测器列传：12.火星上的冰

    水手7号比水手6号晚一点到达火星。水手6号等于起到了打前站的作用。大家在画面上看到火星的南极极冠特别亮，因此临时改变了计划，让水手7号从火星的南极上空飞过去，就是为了好好拍摄一下火星的极地冰层。 火星的南北极也有极冠，北极的极冠在夏天会消失，南极的也会缩小，但是并不会消失。你可能会觉得，火星的极冠就像地球上的南极大陆那样，到处都是洁白一片。科学家们最开始看到的火星南极照片也是这样。但是对数据进行处理以后压低亮度，加大对比度，大家发现，火星南极的冰层并不是纯白的。里面也有层层叠叠的复杂结构。而且也有深浅高低。当时科学家们判定，极冠很薄，干冰积雪只有几公分厚。下边可能会有很厚的水冰，但是照片上看不出来。还得分析红外线数据才能知道。因为干冰和水冰的反射光谱还是不一样的。 有关火星上的冰层，我们先要建立一个观念，那就是火星上的气温比地球上低多了。夜里地面气温大致是在零下73度~125度之间。零下100度那是家常便饭。赤道附近气温最高的时候，也就是零上20度，绝大多数地区达不到这个气温。长年以来，火星的环境就是如此。所以，在南北极地区，即便是有水冰，这些冰也从来就没融化过。根据后来大量探测器发回的数据，这些水冰往往含有不少的尘埃，所以颜色也不像地球上冰山，白得耀眼，白得晶莹剔透。而是脏兮兮的，一点也不好看。当然，深层的冰就没什么尘埃，越靠近地表，冰就越脏…… 清除所有标记 清除选中的标记 错误类型 无错字 - 写作（在线版）

    25 min

  5. 26 OCT

    探测器列传：11.步步惊心

    宇宙神半人马座火箭表现良好。顺利的把探测器送进了登月轨道。探测器和火箭分离以后也很顺利。第一步对准太阳，第二步找到老人星，就可以保证自己的姿态是稳定的。半途中还修正了一次轨道，优化了登月的条件。 就在完成了中途轨道修正之后，对面的工程师发现探测器不对劲，因为氦气储罐的压力在不断降低。这说明氦气在不断的泄漏。这些氦气是用来干什么的呢？是用来把燃料压进火箭发动机燃烧室用的。假如氦气全都漏光了，那么火箭发动机就无法工作了。 如果这些氦气被泄露到了太空里，也就是说喷出去了那么探测器的姿态肯定会发生改变，他们目前没有发现这种情况，这说明什么呢？说明这些氦气并没有漏到探测器之外，而是漏进了燃料箱，也就是说燃料箱里面的压力变得越来越高。但是燃料箱有个自动放气的阀门，如果压力高到一定程度就会放气，这就会导致氦气真的泄漏到太空里。 那现在怎么办呢？工程师们确定导致泄露的原因是因为调节阀故障。要想让这些调节阀正常工作，就必须开启游机烧一会儿。这一下就把后面所有的流程全部打断了。因为这些姿态调整发动机一开机，轨道也不对了，探测器姿态也不对了，反正什么都乱了。那也没办法啊，现在只能死马当活马医了。那也没办法，先开10秒钟再说，发现不灵，氦气依然还在往燃料罐里漏。再开23秒，发现还是不行…… 清除所有标记 清除选中的标记 错误类型 无错字 - 写作（在线版）

    23 min

  6. 19 OCT

    探测器列传：10.独闯金星

    金星4号在距离金星表面4.5万公里的地方释放了着陆器。着陆器以每秒10.7公里的速度闯进了金星大气层。我们要知道，探测内太阳系的金星或者是水星，遇到的最大麻烦就是刹车困难。因为这个过程相当于探测器从高轨道掉到了低轨道。势能肯定是要转化成动能的。以当时的水平，如果靠火箭反推，根本就不够用。所以金星4号就不能像月球探测器那样先刹车进入环绕轨道，然后再做一步行动。只能一头撞进去再说。 所以，金星4号探测器释放的着陆器几乎是垂直砸向金星表面，金星的大气又非常浓密，所以球形表面的烧蚀材料马上就开始燃烧蒸发降温。着陆器外部的最高温度曾经一度达到了1.1万度。如果不靠烧蚀材料降温，连几分钟也坚持不了。金星4号探测器的本体完全没有防高温的设计，很快就在金星大气层里烧光了。只剩下着陆器继续往前冲。 着陆器经历的冲击过载也很大，张开降落伞的一瞬间过载达到了夸张的350G。降落伞展开以后，速度就骤降到了300米/秒，这个速度和初始速度10.7公里/秒是天差地别。这个过载是什么概念？你从10米高的跳台跳进水里，这个冲击过载大约是5G。飞行员弹射跳伞，过载大概是15~16G。 着陆器一开始开启的那个小降落伞只能做初步减速，300米/秒的速度也已经接近地球表面的音速了。探测器上的大气压力传感器一直在探测金星大气的环境。当压力达到0.6倍大气压的时候，小降落伞拽出主降落伞，开始进一步减速。 然后呢，着陆器开始和地球进行通讯，开始传回金星大气的数据。地面的科学家们看大数据的时候非常的出乎意料，因为他们发现，金星大气的氮气非常少。二氧化碳才是主要成分，这一点和地球大气很不一样。此前科学家们知道金星上肯定没有氧气，二氧化碳的含量非常高，但是没想到氮气如此之少，和惰性气体加在一起也只占了2.5%，90%是二氧化碳，剩下的份额主要是水蒸气…… 清除所有标记 清除选中的标记 错误类型 无错字 - 写作（在线版）

    25 min

  7. 12 OCT

    探测器列传：09.竞赛

    转过年来到1967年，美国人发射月球轨道器3号。紧接着发射了勘测者3号着陆在月球上的风暴洋，这个探测器跟前几个稍微有点区别，那就是这东西带了一个挖土的铲子。铲子头有点像挖掘机，但是后边驱动的是一个平行四边形结构。大家见没见过那种孩子的玩具，一扣扳机，就伸出一个拳头往前打。伸缩是由一大堆平行四边形结构驱动的。 勘测者3号上带的那个铲子就靠这个东西伸出去。在摄像头的监视之下，用这个铲子在地上挖了4道槽，每一道槽的深度都有180mm，月壤很输松，挖开并不费费劲。电视摄像头时时刻刻盯着呢，看看月球表层土壤下边是什么样子。这些影像最终传回了地球。当然啦，仅仅挖沟是不够的。美国人从地面遥控这个月球表面取样器共执行了7次载重测试、啥叫载重测试、就是挖两勺土掂量掂量。还有4次挖沟测试和13次的撞击测试。挖沟大家好理解，撞击测试怎么搞呢？那还不好办啊，抡起铲子拍一拍不就是撞击测试嘛。 前后一共10次操作，花了18小时22分钟。在38万公里之外进行遥控操作。那是比在蓝翔开挖掘机麻烦多了，信号延迟你就受不了。 由此看来，美苏两家风格的的确确是不一样。一个玩儿子弹，一个玩儿挖掘机。 按照美国人的想法，他们希望勘测者3号能挺过寒冷的月球之夜，结果他们傻等了14天，勘测者3号再也没醒过来。这个任务也就结束了。后来，阿波罗12号的降落地点就在风暴洋里的知海，走两步就能来到勘测者3号的跟前。宇航员还特地从勘测者3号上边取走了几个机械零件，就是为了研究一下金属长期暴露在月球环境之下引起的变化…… 清除所有标记 清除选中的标记 错误类型 无错字 - 写作（在线版）

    22 min

  8. 5 OCT

    探测器列传：08.月球轨道器

    月球轨道器是个很短的椎体，高度只有1.65米，底座宽度1.5米，底座上可以展开4片太阳能电池板。斜侧面深出两根长杆子，一头是通信用的大锅，另一端是全向天线。发动机就在锥体的顶端，这种探测器用得上马夸特公司的440牛顿发动机。这个发动机和后来阿波罗飞船上用的姿态调整发动机是一样的。周围有4个小喷嘴，用来精确调整姿态。 月球轨道器1号是1966年8月10号发射的。发射很顺利，进入到地月转移轨道的时候出了点小问题，天文导航仪器找不到老人星，无法定位。老人星是全天第二亮的恒星，仅次于天狼星，是非常好的定位目标。北半球高纬度地区是看不见老人星的，我国也只有在低纬度地区再能看见，这个老人星就是传说中的南极仙翁。 月球轨道器1号上的可能是因为过热导致寻星器失灵。地面发出指令，让探测器稍微转了一下身，避开阳光直射，这个问题就解决了。探测器飞行了92个小时之后，开始开发动机减速，这样一来探测器就被月球的引力捕获，顺利进入到了环月轨道。近月点186公里，远月点1867公里。这个轨道是个长椭圆轨道，偏心率很大。 我们大致要知道一个规律，一颗天体如果是高速路过，然后被一颗大天体捕获，成为一颗卫星，轨道一般来讲，都会是这种偏心很严重的长椭圆。从这一点，我们就很容易判断哪一颗卫星上被捕获的。长椭圆轨道要想变成圆轨道，必定是需要外部帮助的，要么是大气阻力，要么就是潮汐引力。要么就是其他天体的干扰。对于月球轨道器1号来讲，可以开发动机来调整轨道。经过几次调整，到了8月21号，探测器的近地点高度就降到了40公里，几乎就是贴着月球表面飞过去。只有这样才能拍摄到清晰度最高的月面图…… 清除所有标记 清除选中的标记 错误类型 无错字 - 写作（在线版）

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