《一位老工程师的前沿物理科普贴》
第39节

作者: 浅论物理
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  航天员平时进行失重训练通常有两种方法:一种是在失重飞机上进行;这种方法体验较真实,但时间太短,只能训练几十秒钟。因而最常用的方法是在装满水的水槽中利用浮力模拟失重,可以长时间训练。它的缺点是水有浮力和粘性,会产生迟滞作用,和真实的太空环境差别较大。航天员一下水就要训练三个多小时,上岸后往往连拿东西的力气也没有了。

  模拟太空失重训练的环境也确实只能在液态物质中;或是在气态物质以及在真空中进行尚无其它方法可选择。液态物质中水自然是别的液体无以替代的最佳选择,但是在液体中与太空的真空环境的差异,也造成种种不利。不仅耗费了宇航员大量的体能,也产生了训练活动中的一些危险因素。在空气中训练可避免这些不利因素,但如何克服地球引力使宇航员能较长时间悬浮在空中训练却是不易解决的难题。失重飞机只能创造出几十秒钟的机会。是否可以考虑在空中用降落伞加上氢气球来抵消重力场的影响从而制造出适合训练的环境。或者在地面上修建一个类似训练水槽的训练专用磁槽;根据磁悬浮的原理酌情采用“常导”、“超导”、或“永磁体”的技术分别在人体及槽壁上设置有关设备;以造成可使宇航员保持训练姿态的悬空状态以进行失重训练。当然同时还要有对宇航员进行磁防护的必要装备;从磁悬浮列车的乘客情况来看,防磁场伤害应该不会有多大困难。磁悬浮列车中采用“超导”方式可获得100mm间隙,这比采用“常导”方式所获得的10mm间隙大多了。而我国采用“永磁体”技术的磁悬浮列车已获得每米0.6~2.0吨的净悬浮力。必要时再辅以氢气球,使宇宙员悬浮在训练磁槽内进行失重训练应当说还是有望可行的。

  对距离地球最近、距离太阳第二近的行星——金星的航天探测,是在1962年首次由美国的金星探测器“水手2号”掠过其附近。1967年6月12日前苏联金星探测器“金星4号”进入金星大气层。金星表面温度高达480℃。1965年5月16日和17日降落到金星表面上的“金星5号”和“金星6号”都遗憾地宣布了金星上没有液态水、也不会有外星人。金星的质量为地球的82%,表面温度为700K。人类失去了一次据认为是最有希望的一次机会。

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日期:2010-01-04 10:18:52

  人类寻找外星伙伴的另一希望在距离太阳第四近的行星——火星上。火星的质量仅为地球的十分之一,直径为6790千米;表面温度白天最高是27℃,夜里最低是-73℃。1964年11月28日“水手4号”作为人类的第一个使节,在1000米高空飞越火星。随后 ,1969年“水手6号”和“水手7号”以及1971年5月30日 “水手9号”都对火星进行了拜访。1975年人类的使者“海盗1号”及“海盗2号”又飞往火星,并于1976年均降落在火星表面上以及取回了土样,但是,还是得出了不令人振奋结论——火星上没有智慧生命。看来那么多的科幻小说、电影中想大战火星人,还是战无对手。

  火星素有“航天器坟场”之称。40多年来,各国筹划的多次火星探测,三分之二以失败告终。世界各国包括苏联、欧洲宇航局“火星快车”和日本都发射过火星着陆探测器。美国再次于2003年6月10日发射“勇气号”火星车;同年7月7日发射“机遇号”火星车升空,这对耗资8亿美元的孪生兄弟不负众望,各历经九个月征途;均于2004年初顺利登陆火星。它们的任务是寻水;水是生命之源,以前曾在火星上发现过干涸河床存在的迹象,但对于水在火星上存在过多久;是否足以支持生命等并不清楚。2007年8月4日耗资4.2亿美元的美国“凤凰号”火星探测器升空,行程6.8亿公里于2008年5月26日于火星北极着陆。在火星上挖掘关于过去和现在是否有生命存在的线索。在当地进行土壤分析,了解火星到底适不适合生命居住。2008年6月美国宣称发现火星上存在水冰。

  2009年2月,美国“凤凰”号火星探测器项目组科学家宣布,“凤凰”号火星探测器可能已经拍摄到火星上的第一张液态水的照片。在2008年夏天,“凤凰”号刚刚登陆火星几天后就传回照片,科学家从照片中发现探测器的一个支架上存在一些神秘的斑点。一些科学家认为这些斑点就是水滴所形成的。从表面上看,这些斑点似乎呈现了水珠滴在“凤凰”号支架上以后不断增大、融合并滴下的过程。

  不过液态水滴的说法目前在科学家中间还是有着很大的争议。
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日期:2010-01-05 08:37:16

   2009年6月18日,由美国宇航局火星侦测轨道器所拍摄的高分辨率图像显示,火星一条山谷中存在明显的远古湖岸线。科学家们认为,这表示当地曾经存在一个与美国尚普兰湖类似大小的湖泊,该地区将是地球人探索火星远古微生物生命任务的主要目的地。
   尽管火星表面的大多数三角洲都已被风沙所侵蚀,但是这条湖岸线由于被一条山谷所保护,因此现在还保存完好。这条山谷位于火星赤道以北,名为“Shalbatana Vallis”。科学家认为,这条湖岸线是第一个证实火星表面存在湖泊的确凿证据。据科学家估计,这个干涸的湖泊大约存在于30亿年前。
  人类的目标也曾经指向了水星,水星的直径为4860千米,质量为月球的4.4倍。引力为地球的2/5,日夜温度为600K~150K。它是太阳系九大行星中距离太阳最近的一颗行星。1974年和1975年“水手10号”探测器三次从水星表面飞掠,离其最近处才327千米,结论依然是水星上没有水、没有空气、也没有生命。
  1972年3月2日人类发射“先驱者10号”奔向木星。木星是距离太阳第五近的行星,它的体积是地球的1300倍,质量是地球的318倍,也是太阳系中除了太阳之外最大的天体。
  2009年11月,美国亚利桑那大学科学家理查德-格林博格等人经研究发现,木卫二可能存在类似于鱼类的生命。如今许多科学家都相信,木卫二表面没有陆地,而在厚厚的冰层之下存在着一个覆盖全球的海洋,海洋深度大约为160公里。木卫二的海洋正在吸收大量的氧气。科学家认为,这些氧气足够支持多种生命形态的存在。木卫二的海底环境与地球海洋底部的“热液出口”具有极大的相似性。众所周知,地球海底热液出口处存在着许多生命形态。格林博格解释说,“尽管目前还不能说那里肯定存在生命,但我们至少知道那里的物理环境支持生命的存在。”

  1973年4月6日又发射了“先驱者11号”;并于1977年8月20日和1977年9月5日相继将“旅行者1号” 及“旅行者2号”探测器射入太空,均没有找到外星人。如今,“先驱者10号”将带着人类的信息飞出太阳系到银河系中去漫游。它的天线支架上固定着一块长9英寸宽6英寸的镀金铝片,上面刻有一男一女的裸像、表示有地球在太空的位置、以及飞船的行径。这些图像可清晰地保存亿万年。而“旅行者2号”带上天的信息密度就更高了。上面有一张可播放2小时的铜质唱片,题目为“地球之音”,包含有60种不同国家的招呼语言、各国的音乐、还有一个“声音集合”,录有风声、浪声、动物叫喊声、火山爆发声、人声、工具声、机器声、及火箭轰鸣声。另外还载有1163张相片,当中有太阳系九大行星包括地球的照片;及各民族人物、飞机、射电望远镜和万里长城等不朽建筑的照片。

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日期:2010-01-06 08:58:29

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