一颗狼星最近行程

夜晚天上最亮的那颗星星叫什么名字?为什么总是那么亮?它离地球多远?

金星
金星(Venus)是太阳系中八大行星之一,按离太阳由近及远的次序是第二颗。它是离地球最近的行星。中国古代称之为长庚、启明、太白或太白金星。公转周期是224.71地球日。夜空中亮度仅次于月球,排第二,金星要在日出稍前或者日落稍后才能达到亮度最大。它有时黎明前出现在东方天空,被称为“启明”;有时黄昏后出现在西方天空,被称为“长庚”。
金星是一颗内层行星,从地球用望远镜观察它的话,会发现它有位相变化。伽利略对此现象的观察是赞成哥白尼的有关太阳系的太阳中心说的重要证据。
除太阳、月亮之外,金星是天空中肉眼能够看到的最明亮的星,最亮的时候达-4.4等,比全天最亮的恒星天狼星还亮14倍。金星毗邻地球,两者最近时为4100万千米,其直径比地球小约4%,质量轻20%,密度低10%。理论上金星有一个半径约3100千米的铁镍核,中间为幔,外面为壳。由于它在大小、密度、质量、外表各方面很像地球,所以它有地球的“孪生姊妹”之美称。 人类对太阳系行星的空间探测首先是从金星开始的,前苏联和美国从20世纪60年代起,就对揭开金星的秘密倾注了极大的热情和探测竞争。迄今为止,发往金星或路过金星的各种探测器已经超过40个,获得了大量的有关金星的科学资料。
在太空探测器探测金星以前,有的天文学家认为金星的化学和物理状况和地球类似,在金星上发现生命的可能性比火星还大。1950年代后期,天文学家用射电望远镜第一次观测了金星的表面。从1961年起,前苏联和美国向金星发射了30多个探测器,从近距离观测,到着陆探测。
第一艘访问金星的飞行器是1962年的水手2号。随后,它又陆续被其他飞行器:金星先锋号,苏联尊严7号(第一艘在其他行星上着陆的飞船)、尊严9号(第一次返回金星表面照片[左图])访问(迄今已总共至少20次)。最近,美国轨道飞行器Magellan成功地用雷达产生了金星表面地图(上图)1961年2月12日,苏联发射了“金星1号”飞船,这艘飞船643公斤,在距金星9.6万千米处飞过,进入绕太阳轨道后失去联络,结果一无所获。
1962年8月27日,美国发射了“水手2号”飞船,它于1962年12月14日到达金星附近。星载微波辐射计测量了大气深处的温度,红外辐射计测量了云层顶部的温度。磁强计的测量结果表明金星磁场很弱,在它的周围不存在辐射带。
1967年6月12日,苏联发射了“金星”4号飞船,同年10月18日进入金星大气层。“金星”4号的着陆舱直径1米,重383公斤,外表包着一层很厚的耐高温壳体,设计极限压强为25个大气压。着陆舱进入大气层后展开降落伞,在降落伞的作用下缓慢下落,探测数据及时发送到轨道舱,然后返回地球。当着陆舱下降到距离金星表面为24.96公里时,信号停止发射,估计是着陆舱被金星的高气压压瘪了。
“金星”5号的发射时间为1969年1月5日,它的设计同“金星”4号非常接近,只是更结实一些。在着陆舱下落过程中,获得了53分钟的探测数据。当着陆舱下落到距离金星表面约24~26公里时被大气压坏,此时的压力为26.1个大气压。
“金星”6号于1969年1月10日发射,同年5月17日到达金星。着陆舱一直下降到距离金星表面10~12公里。1970年8月17日,苏联发射了“金星”7号,并于1970年12月15日到达金星。该飞船的着陆舱能承受180个大气压,因此成功地到达了金星表面,成为第一个到达金星实地考察的人类使者。
传回的数据表明,温度高达摄氏470度。大气成分主要是二氧化碳,还有少量的氧、氮等气体。至此,人类撩开了金星神秘的面纱。
金星环境复杂多变,天空是橙黄色,经常下硫酸雨,一次闪电竟然持续15分钟!
1972年到达金星表面的“金星8号”化验了金星土壤,还对金星表面的太阳光强度和金星云层进行了电视摄像转播,金星上空显得极其明亮,天空是橙黄色,大气中有猛烈的雷电现象,还有激烈的湍流。
1975年至1984年是金星探测的高潮期。1975年6月8日和14日先后发射了“金星9号”和“金星10号”,于同年10月22日和25日分别进入不同的金星轨道,并成为环绕金星的第一对人造金星卫星。两者探测了金星大气结构和特性,首次发回了电视摄像机拍摄的金星全景表面图像。 1978年9月9日和9月14日,前苏联又发射了“金星11号”和“金星12号”,两者均在金星成功实现软着陆,分别工作了110分钟。特别是“金星12号”于12月21日向金星下降的过程中,探测到金星上空闪电频繁、雷声隆隆,仅在距离金星表面11公里下降到5公里的这段时间就记录到1000次闪电,有一次闪电竟然持续了15分钟!
前苏联金星探测开先河
前苏联于1961年1月24日发射“巨人”号金星探测器,在空间启动时因运载火箭故障而坠毁。1961年2月12日试验发射“金星1号”,这个成功飞往金星的探测器重643千克,在距金星9.6万千米处飞过,进入绕太阳轨道后失去联络,结果一无所获。1965年11月12日和5日发射的“金星2号”和“金星3号”均告失败,“金星3号”重达963千克,当它在金星上硬着陆后,一切通信遥测信号全部中断,估计是仪器设备摔毁了。尽管如此,前苏联科学家认为还是有收获的,因为取得可直接“命中”金星的首战告捷。
1967年1月12日,成功发射了“金星4号”探测器,同年10月抵达金星,向金星释放了一个登陆舱,在它穿过大气层的94分钟时间里,测量了大气温度、压力和化学组成。1969年发射了“金星5号”和“金星6号”,再次闯入金星大气探测,探测器最后降落在金星表面上,由于硬着陆仪器设备损坏,因此不能探测金星表面情况。1970年8月17日“金星7号”探测器成功发射,它穿过金星浓云密雾,冒着高温炽热,首次实现金星表面的软着陆。“金星7号”测得金星表面大气压力强至少为地球的90倍,温度高达470℃。1972年到达金星表面的“金星8号”化验了金星土壤,还对金星表面的太阳光强度和金星云层进行了电视摄像转播,金星上空显得极其明亮,天空是橙黄色,大气中有猛烈的雷电现象,还有激烈的湍流。
1975年至1984年是金星探测的高潮期。1975年6月8日和14日先后发射的“金星9号”和“金星10号”,与同年10月22日和25日分别进入不同的金星轨道,并成为环绕金星的第一对人造金星卫星。两者探测了金星大气结构和特性,首次发回了电视摄像机拍摄的金星全景表面图像。1978年9月9日和9月14日,前苏联又发射了“金星11号和12号”,两者均在金星成功实现软着陆,分别工作了110分钟。特别是“金星12号”在12月21日向金星下降的过程中,探测到金星上空闪电频繁、雷声隆隆,仅在距离金星表面11千米下降到5千米的这段时间就记录到1000次闪电,有一次闪电竟然持续了15分钟!
1981年10月30日和11月4日先后上天的“金星13号”和“金星14号”,其着陆舱携带的自动钻探装置深入到金星地表,采集了岩石标本。研究表明,金星上的地质构造仍然很活跃,金星的岩浆里含有水分。从二者发回的照片知道,金星的天空是橙黄色,地表的物体也是橙黄色的。“金星13号”着陆区的温度是457℃,“金星14号”的着陆地点比较平坦,是一片棕红色的高原,地面覆盖着褐色的沙砾,岩石层比较坚硬,各层轮廓分明。“金星13号”下降着陆区的气压是89个大气压;“金星14号”下降着陆区为94个大气压,这样大的压力相当于地球海洋900米深处所具有的压力。在距离地面30千米到45千米的地方有一层像雾一样的硫酸气体,这种硫酸雾厚度大约25千米,具有很强的腐蚀性。探测表明,金星赤道带有从东到西的急流,最大风速达每秒110米!金星大气有97%是二氧化碳,还有少量的氮、氩及一氧化碳和水蒸气。主要由二氧化碳组成的金星大气,好似温室的保护罩一样,它只让太阳光的热量进来,不让其热量跑出去,因此形成金星表面的高温和高压环境。
1983年6月2日和6月7日,“金星15号”和“金星16号”相继发射成功,二者分别于10月10日和14日到达金星附近,成为其人造卫星,它们每24小时环绕金星一周,探测了金星表面以及大气层的情况。探测器上的雷达高度计在围绕金星的轨道上对金星表面进行扫描观测,雷达的表面分辨率达1~2千米,可看清金星表面的地形结构,成功绘制了北纬30度以北约25%金星表面地形图。1984年12月前苏联发射了“金星-哈雷”探测器,1985年6月9日和13日于金星相会,向金星释放了浮升探测器——充氦气球和登陆舱,它们携带的电视摄像机对金星云层进行了探测,发现金星大气层顶有与自转同向的大气环流,速度高达320千米/小时,登陆设备还钻探和分析了金星土壤。“金星-哈雷”探测器在完成任务后利用金星引力变轨,飞向哈雷彗星。综观前苏联金星探测的特点在于,主要是投放降落装置考察,以特殊的工艺战胜金星上高温高压,取得了金星表面宝贵的第一手资料。
美国金星探测后来居上
前苏联航天技术的辉煌成就,极大地刺激了美国人。20世纪60年代初,美国宇航局根据肯尼迪总统提出的登月计划,全力开展探月活动;但又看到前苏联对金星的探测活动,格外着急。美国当局立即决定分兵两路,在实施等月的同时,拿出一部分力量来探测金星。美国于1961年7月22日发射“水手1号”金星探测器,升空不久因偏离航向,只好自行引爆。1962年8月27日发射“水手2号”金星探测器,飞行2.8亿千米后,于同年12月14日从距离金星3500千米处飞过时,首次测量了金星大气温度,拍摄了金星全景照片,但由于设计上的缺陷,在探测过程中,光学跟踪仪、太阳能电池板、蓄电池组和遥控系统都先后出了故障,未能圆满执行计划。1967年6月14日发射“水手5号”金星探测器,同年10月19日从距离金星3970千米处通过,作了大气测量。1973年11月3日发射“水手10号”水星探测器,1974年2月5日路过金星,从距离金星5760千米处通过,对金星极其大气作了电视摄影,发回上千张金星照片。
从1978年起,美国把行星探测活动的重点转移到金星。1978年5月20日和8月8日,分别发射了“先驱者-金星1号和2号”其中1号在同年12月4日顺利到达金星轨道,并成为其人造卫星,对金星大气进行了244天的观测,考察了金星的云层、大气和电离层,研究了金星表面的磁场,探测了金星大气和太阳风之间的相互作用;还使用船载雷达测绘了金星表面地形图。1988年1月两位美国地质学家报告说,金星表面的阿芙洛狄忒高原地区具有与地球上洋脊十分相似的特征,他们分析了美国“先驱者-金星1号”宇宙飞船环绕金星时用雷达信号测量金星表面的结果,发现金星阿芙洛狄忒高原的岩层断裂模式与地球上洋中脊附近的情况很相似,其主脊两侧的特征近似呈镜像对称,这也正是洋中脊的重要特征。那里的高山、峡谷以及断层诸方面的分布特征表明金星的地壳在扩张,其每年几厘米的扩张速度与地球的海(洋)底扩张相仿。
“先驱者-金星2号”带有4个着陆舱一起进入金星大气层,其中一个着陆舱着陆后连续工作了67分钟,发回了一些图片和数据。在金星的云层中不同层次具有明显的物理和化学特征,金星上降雨时,落下的是硫酸而不是水,探测还表明,金星上有极其频繁的闪电;金星地形和地球相类似,也有山脉一样的地势和辽阔的平原;存在着火山和一个巨大的峡谷,其深约6千米、宽200多千米、长达1000千米;金星表面有一个巨大的直径达120千米的凹坑,其四周陡峭,深达3千米。
为了在探测金星方面取得更大的成就,美国宇航局决定要利用其在雷达探测技术方面的先进设备,透过金星浓密的云层,详细勘察金星的全貌和地质构造。1989年5月4日,亚特兰蒂斯号航天飞机将“麦哲伦”号金星探测器带上太空,并于第二天把它送入金星的航程。“麦哲伦”号金星探测器重量达3365千克,造价达4.13亿美元。后来的事实说明,“麦哲伦”号是迄今最先进最为成功的金星探测器。“麦哲伦”号装有一套先进的电视摄像雷达系统,可透过厚厚的云层测绘出金星表面上小如足球场的物体图像,其清晰度胜过迄今所获金星图像的10倍!它装载的高分辨率综合孔径雷达,其发射、接收天线与著名的“旅行者”号探测器定向天线相似,也是3.65米直径的抛物面形天线,但其性能比前者提高了许多,它在金星赤道附近250千米高空时,分辨率也可达到270米。“麦哲伦”的中心任务是对金星作地质学和地球物理学探测研究,通过先进的雷达探测技术,研究金星是否具有与河床和海洋构造,因前苏联有科学家推测,大约40亿年前金星上有过汪洋大海。
“麦哲伦”经过15个月的航行,于1990年8月10日点燃反向制动火箭,使其速度由每小时3.96万千米减至2.79万千米,进入围绕金星的轨道。“麦哲伦”探测器运行中沿金星子午线绕一圈约需要189分钟,扫描宽度为20~25千米;从北极区域到南纬60度计划进行37分钟的观测,行程约1.5万千米。8月16日“麦哲伦”发回第一批进行照片。
“麦哲伦”拍摄到金星上一个40千米×80千米大的熔岩平原,雷达的测绘图像非常清晰,可以清楚地辨认出火山熔岩流、火山口、高山、活火山、地壳断层、峡谷和岩石坑。金星火山数以千计,火山周围常有因陨石撞击而形成的沉积物,像白色花朵。“麦哲伦”发现金星上的尘土细微而轻盈,较易于被吹动,探测表明金星表面确实是有风的,很可能像“季风”那样,时刮时停,有时还会发生大风暴。金星表面温度高达280℃~540℃。它没有天然卫星,没有水滴,其磁场强度也很小,大气主要以二氧化碳为主,一句话,它不适宜生命存活。它的表面70%左右是极为古老的玄武岩平原,20%是低洼地,高原大约占了金星表面的10%,金星上最高的山是麦克斯韦火山,高达12000米。在金星赤道附近面积达2.5万平方千米的平原上,有3个直径为37千米~48千米的火山口。金星上环绕山极不规则,总共约有900个,而且痕迹都非常年轻。
“麦哲伦”拍摄了金星绝大部分地区的雷达图像,它的许多图像与前苏联“金星15号”和“金星16号”探测器所摄雷达照片经常可以重合拼接起来,使判读专家得以相互印证,从而使得人们对金星有进一步的了解。“麦哲伦”号从1990年8月10日至1994年12月12日一直围绕金星进行探测,最后在金星大气中焚毁。1990年2月飞往木星的“伽利略”号探测器途径金星,成功地拍摄金星的紫外。红外波段的图像,照片上显示金星大气顶部的硫酸云雾透过紫外光非常突出。虽说金星空间探测硕果累累,但仍然有许多待解之谜。譬如说,金星上确曾有过海吗?金星上的温室效应是在什么时候、怎样发生的?目前金星表面是经过大规模的火山活动而重新形成的吗?金星大气的精确化学成分是什么?等等。据报道,2001年日本文部科学省宇宙科学研究所制定出一个金星探测计划,准备在2007年用M5火箭发射金星探测器,预计它在2009年进入围绕金星的大椭圆轨道,其近地点约300千米,远地点约60000千米;它通过携带的5台可穿透金星大气的特殊红外摄像机、紫外摄像机探测金星大气和地质构造。未来的金星探测需要长寿命的登陆舱、专门的下降探测装置、遥控探测气球以及监视金星大气的轨道器等。

宇宙航行是怎么回事?

20世纪50年代末,美国科学家搞了个火星探测的研究性计划,即“猎户星座计划”。为此设计的“奥利安”号无人飞船,设想用间隔的核爆炸所产生的冲击波来推动。后来,科学家们又对“奥利安”号的设计进行了改进,使它成为载人恒星际航行飞船,飞向天狼星或别的恒星。巨大的飞船可装载几百名男女宇航员和他们的后代,以及维持他们的生活和工作的一切物品。飞船的核脉冲推进装置,采用小型氢弹爆炸产生动力。一颗氢弹的爆炸威力,相当于1000吨黄色炸药,每隔3或10秒钟爆炸一颗。10天之内可使飞船加速到1万千米的速度,由于速度效应,280年可以到达天狼星附近。
英国星际航行协会1973年1月,成立以阿兰·邦德为首的科学家小组,他们在“代达罗斯”研究性计划中,设计了“代达罗斯”号自动飞船,用来飞往离地球6光年的巴纳德星。由两级组成的飞船,均采用核脉冲推进。飞船总长200米,初始质量5.4万吨,其中两级的核燃料分别为4.6万吨和4000吨。
用氢的同位素氖和氦的同位素氦-3作燃料,让它们在-270℃的低温下混合,并制成直径为2~4厘米的小球。动力装置工作时,将一颗燃料小球射入发动机燃烧室。同时,几十个电子束发生器发出高能电子束,一齐轰击核燃料小球,使温度升至上千万度,氖和氦-3发生核聚变反应产生巨大的能量,推动飞船前进。如果每秒钟燃烧250颗小球,即核脉冲率达250次每秒,则推力可近似于连续。
第一级工作2.05年后与第二级分离。第二级接着工作1.76年,使飞船速度达到3.6万千米每秒。由于速度效应,大约50多年可飞到巴纳德星。在接近巴纳德星的前几年,放出探测器,对巴纳德星、它的行星及其卫星进行探测。从飞船发射时算起,大约60年后可收到“代达罗斯”号飞船的探测信息。
20世纪80年代初,弗里曼·迪森提出用微波帆来推动宇宙飞船。1984年,罗伯特·福瓦特以此设计了“星束”号宇宙飞船,它有一张直径达14米的圆形网帆,它由极细的铝丝织成,重量只有20克。在网帆上有10万亿个铝丝交叉点,每个交叉点就是一个微电子线路,它们既是计算机的元件,又可感光,具有微型针孔照相机的功能。
一座围绕地球运行的太阳能卫星电站,将电能转变为微波。在卫星与“星束”号飞船之间,设一面菲涅耳透镜,将卫星发来的微波,聚焦到飞船的帆上,开启10万亿个微电子线路,调节网帆的导电率,使帆对微波束的反射能量达到最大值,作用在网帆上的微波束的光子压力,使飞船加速。通过科学计算表明,20千兆瓦的微波束,可使飞船获得155克的加速度值,在六七天内达到1/5的光速,即6万千米每秒。由于速度效应,约20年可到达比邻星。如微波束加速的时间延长,则到达的时间还可缩短。
在飞行过程中,飞船上的超大规模集成块会自动使用网帆中的导线,作为微波天线去收集微波束的能量,然后像人眼视网膜上的光感受器一样,自动分析目标星的光谱信息,并以25张每秒的速度拍照,再通过网帆做定向天线,将探测到的信息发回地球。
激光动力飞船由于太阳能卫星电站的电能,既可以变成微波束也可以变成激光束,而且激光束比微波束发散性更小。为此,罗伯特·福瓦特于20世纪80年代末以激光束代替微波束,设计了“星集”号飞船。它由3个同轴环组成,外层为加速级,直径1000千米,中间为交会级,直径320千米,内层为返回级,直径100千米。飞船上的帆用铝膜制成,膜厚16毫微米,直径3.6千米,重约5吨。将激光束聚焦到帆上的菲涅耳透镜,直径1000千米,设在土星和天王星之间绕太阳飞行的轨道上。铝膜薄帆能反射82%的光能,让4.5%的光透过,吸收13.5%。计算表明,65千兆瓦的激光束,可使飞船获得4%的地球重力加速度值,连续加速3年,飞船可达到11%的光速,约40年可到达比邻星。
如果将激光的功率增大到43000×1012瓦,那么则可使飞船以1/3克加速,1.6年飞行0.4光年的距离,速度达到50%的光速。由于速度效应,20年可到达距我们10.8光年的E.E星系。在离E.E星0.4光年距离时,外层移位,将激光束反射到交会级上,由于作用方向相反,经1.6年减速,就可以较低速度在某颗行星上着陆,或低速飞行进行考察。全部航行时间23.2年。如果飞船在那里探测5年,然后将返回级分离出来,交会级将反射面朝向太阳系,飞船就会加速返回地球,来回时间为51年。
光子火箭推进20世纪50年代初桑格尔设想的由光子火箭推动的宇宙飞船,分三部分。最前面是供宇航员工作和生活的座舱。中间部分是燃料贮箱。最后面是动力部分,它的主要部件是巨大的凹面反射镜,面积达几十平方米。光子发生器在反射镜的焦点上,推动飞船高速前进。
那么,光子从哪里来呢?物质是由原子构成的,原子是由质子、中子组成的原子核和核外电子构成的,不同物质只是质子、中子和电子的数目不同,如氢原子核为一个质子,核外一个电子;氦核为两个质子、两个中子,核外两个电子等等。质子、中子和电子等粒子,统称为亚原子粒子。三四十年代,科学家发现,每一种亚原子粒子都有与它对应的反粒子存在,如反质子、反中子和反电子等等。正粒子组成正物质,就是我们日常接触的各种物质,反粒子组成反物质。不过,迄今在宇宙中没有找到天然的反物质,只能在高能核物理实验室制造出几种粒子。
科学家们相信在宇宙大爆炸初期,由能量创造物质时,正物质与反物质是成对出现的。与此过程相反,正物质与反物质相遇时,会双双消失(科学上叫湮灭)放出光子,同时放出锁闭在物质中的能量。桑格尔的光子火箭,设想用质子和反质子即氢与反氢湮灭来产生光子。
反物质推进人类不仅可以利用正反物质湮灭产生的光子来作宇宙飞船的动力,而且可以利用它释放出来的巨大能量来推动宇宙飞船。据计算表明,只要用9千克正反氢湮灭产生的能量,来加热4吨液氢,可把1吨重的宇宙飞船以10%光速的速度送往比邻星。因为正反物质湮灭,能100%地将物质转换成能量,而核裂变只有0.1%,核聚变也只有0.7%。正在研制的由反物质衍生的火箭燃料,冲比可达5万~10万秒,这比普通火箭燃料高5~50倍。
美国人罗伯特·佩奇设想了一种反物质推进的星系际飞船,用500万年飞向离银河系最近的仙女座中的大漩涡星系。这需要10万代人的生命延续。为了保证人口质量和文化稳定(最主要的要记住从哪里来,到哪里去),需要几个种族的好几千万人同行,这就是一整个社会。因此,这艘飞船必须能提供几千亿平方米的表面积,供居住、生活和工作。飞船的质量在500亿吨以上,加上几乎同样质量的反物质(如磁悬浮状态下存贮的反铁),总质量在1000亿吨左右。其中人员和几亿吨物质只占1%。建造飞船和合成反物质,需要好几千年的时间。为了避免飞船工作时辐射出来的能量(相当全世界核武器的总能量)伤害人类,飞船应在冥王星以外的轨道上建造与组装。
飞船用所载的反物质和本身的结构材料湮灭的能量启航和加速,同时为生活、交通、工农业、商业和学校等社会功能机构提供能源。在加速500年后,达到0.2%的光速,2万年后达到8.8%的光速,4万年后达到25%的光速,5万年后停止加速时,达到40%的光速,这时飞船90%的质量已转变为能量而消耗掉,而人口则增加到10亿。飞船已飞出了银河系。5万年加速时间似乎很长,但它只是整个航行时间的1%,就像100千米行程的汽车,用1分钟加速到60千米每小时一样。
在巡航期间,为了使飞船保持足够的热量,同时能容纳足够数量的城镇和电子、通讯、交通等系统,需要花几千年的时间,将飞船改造成卷席形。
在离目的地4万年航程时开始减速,到达目的地后,飞船原始质量的9%又被转换成了能量,人口则增加到50亿。
星际冲压飞船1克加速航行用什么能源产生动力,始终是宇宙航行的主要问题,这既关系到飞船的速度,也关系到飞船的质量。最有利的办法,当然是直接从太空获取高性能的能源材料。
氢是宇宙中普通存在的物质。在广阔的宇宙空间,虽然是高度真空,但仍然有氢分子和氢原子存在。在太阳周围的空间比较稀少,每立方厘米只有0.1个氢原子,在星际分子云中多一些,每立方厘米达4万个左右。当然,这比起地球大气来是非常稀薄的,每立方厘米的地球大气含有4万兆个氮和氧分子。
科学家们设想,在已有相当速度的宇宙飞船上,安装一个巨大漏斗形氢采集器,让它在前进过程中,把太空中的氢收集起来,然后让它进行聚变反应,用所产生的能量使飞船加速。1克氢原子聚变可产生6300亿焦耳的能量,是烟煤能量的2000万倍。由于这种飞船与冲压喷气飞机相似,所以称为星际冲压飞船。假如星际冲压飞船的初速度为16.7千米每秒,为了每秒钟收集到0.5克氢,氢采集器的直径必须在几百千米以上。
从增大速度,赢得时间来说,当然是加速度愈大愈好,但加速度过大,超重会影响人的身心健康。那么,多大的加速度合适呢?
人类长期在地球表面上生活,已习惯于承受地球重力,即1克重力加速度。如果星际冲压飞船以1克加速飞行,人在飞船上生活和工作,既不会有超重,也不会有失重,与在地球表面上一样。
1克加速,速度增加是很快的,2年(地球上3.8年)可达到97%的光速,飞过2.91光年的距离。如果是到11.8光年的天苍五(金鱼座星)去考察,则在飞过航程中点以后,将飞船调转180度,就会以1克减速飞行,最后以较低速度到达,考察1年后以同样的程序返回,来回约七八年(地球上20多年)。如是在宇宙中周游,飞船连续加速,12年飞出银河系;14年飞过仙女座星系;20年飞过100亿光年的距离。如果宇宙是球形的,周长900亿光年,则飞船已经绕了宇宙1/9圈。由于飞船的速度已非常接近光速,速度效应非常显著,只要1~2年的时间就可飞过剩下的8/9圈,而回到地球。当然,地球上已过了900亿年时间。

恒星的名称

恒星在宇宙中的分布是不均匀的。从诞生的那天起,它们就聚集成群,交映成辉,组成双星、星团、星系……
恒星是在熊熊燃烧着的星球。一般来说,恒星的体积和质量都比较大。只是由于距离地球太遥远的缘故,星光才显得那么微弱。
古代的天文学家认为恒星在星空的位置是固定的,所以给它起名“恒星”,意思是“永恒不变的星”。可是我们今天知道它们在不停地高速运动着,比如太阳就带着整个太阳系在绕银河系的中心运动。但别的恒星离我们实在太远了,以至我们难以觉察到它们位置的变动。
恒星发光的能力有强有弱。天文学上用“光度”来表示它。所谓“光度”,就是指从恒星表面以光的形式辐射出的功率。恒星表面的温度也有高有低。一般说来,恒星表面的温度越低,它的光越偏红;温度越高,光则越偏蓝。而表面温度越高,表面积越大,光度就越大。从恒星的颜色和光度,科学家能提取出许多有用信息来。
历史上,天文学家赫茨普龙和哲学家罗素首先提出恒星分类与颜色和光度间的关系,建立了被称为“赫-罗图的”恒星演化关系,揭示了恒星演化的秘密。“赫-罗图”中,从左上方的高温和强光度区到右下的低温和弱光区是一个狭窄的恒星密集区,我们的太阳也在其中;这一序列被称为主星序,90%以上的恒星都集中于主星序内。在主星序区之上是巨星和超巨星区;左下为白矮星区。
恒星诞生于太空中的星际尘埃(科学家形象地称之为“星云”或者“星际云”)。
恒星的“青年时代”是一生中最长的黄金阶段——主星序阶段,这一阶段占据了它整个寿命的90%。在这段时间,恒星以几乎不变的恒定光度发光发热,照亮周围的宇宙空间。
在此以后,恒星将变得动荡不安,变成一颗红巨星;然后,红巨星将在爆发中完成它的全部使命,把自己的大部分物质抛射回太空中,留下的残骸,也许是白矮星,也许是中子星,甚至黑洞……
就这样,恒星来之于星云,又归之于星云,走完它辉煌的一生。
绚丽的繁星,将永远是夜空中最美丽的一道景致。

旅行者2号的使命是什么?

旅行者2号以一个有些不同的轨迹接近土星,通过接近泰坦(土卫六)的引力而产生的引力弹弓。探测完土星后,它又继续飞向天王星和海王星。 旅行者2号是第一个在如此远的地方访问这两颗行星的飞行探测器。
旅行者-2”号也携带有一批所谓的“地球名片”--其中包括着各种几何图案的镀金铜片,以及记录有地球上各种声音的唱盘,为的是让可能存在的外星智慧生物知道地球上也存在着生命。

火星和地球的数据

火星是太阳系九大行星之一,按离太阳由近及远的次序为第四颗,它的体积在太阳系中居第七位。由于火星上的岩石、砂土和天空是红色或粉红色的,因此这颗行星又常被称作“红色的星球”。它同地球的距离不断变化,因此它的亮度也不断变化:最暗时的视星等约为+1.5等;最亮时则达到-2.9等,比最亮的天狼星还亮得多。它在众恒星间的视位置也不断变化,时而顺行,时而逆行。火星比地球小,赤道半径为3,395公里,为地球的53%,体积为地球的15%,质量为地球的10.8%,表面重力加速度为地球的38%。这颗红色的星球异常寒冷和干燥。尽管如此,火星仍然是太阳系中与地球最相似的一颗行星。它的体积比地球小,大气也比地球稀薄。
火星的南半球是类似月球的布满陨石坑的古老高原,而北半球大多由年轻的平原组成。火星上高24公里的“奥林匹斯”山可称为是太阳系中最高的山脉。在距火星大约几万公里的地方,有两颗非常小的星体,它们是火星的卫星。即火卫一和火卫二。
中国古代称火星为“荧惑”,而在西方古罗马的神话中,把它形象地比喻为身披盔甲浑身是血的战神“玛尔斯”。玛尔斯在希腊神话中的名字叫阿瑞斯。
近日点日距
2.065亿公里
远日点日距
2.491亿公里
轨道扁率
0.09
公转周期
686.98天
赤道半径
3398公里
扁率
0.0059
质量
6.418E26克
密度
3.94克/立方厘米
逃逸速度
5.0公里
自转周期
1.026天
黄赤交角
23.98
反照率
0.15
最大亮度
-2.8
人们一直梦想能在太空中旅行,能欣赏宇宙的奇观。其实我们都是太空旅行者。我们的宇宙飞船就是地球,飞行速度是每小时108000公里。地球是距太阳的第三颗行星,离太阳的距离大约是
150000000公里。地球用
365.256天绕行太阳一周,并用
23.9345小时自转一圈。它的直径是12756
公里,只比金星大了一百多公里。我们地球的大气里78%是氮气,21%是氧气,余下的1%是其他成份。地球表面的平均温度是15摄氏度,平均气压1.013帕。
地球形成自46亿年前,大约在16亿年前地球每昼夜只有9个小时,比现在自转快的多,每年约有800多天;到了6亿年前,每昼夜延长到了20个小时,年缩短到440天,地球正在逐渐放慢自转速度,原因可能主要是月球的潮汐引力作用。一般认为,地球的形成起源于太阳星云分化物。46亿年来,地球从一个均质的球体演变成现在的“圈层”结构。地壳平均厚度17千米,地幔厚度约3473千米,占地球体积的83.4%,地幔温度为1000~3000摄氏度,地核厚度约3473千米,占地球体积的16.3%,物质处于液体状态,内核温度高达6000摄氏度以上,与太阳表面温度差不多!
近日点日距
147,100,000
千米(每年1月3日左右)
远日点日距
152,100,000
千米(每年7月4日前后)
平均日距
1个天文单位(pc)
赤道半径
6378.14
千米
极半径
6356.75
千米
赤道周长
40075.7
千米
表面积
5.1
亿平方千米


5.976E27克


5.52
克/立方厘米
重力加速度
1
G(9.8米/秒)
公转周期
365.2422
平均太阳日
公转行程
9.4
亿千米
自转周期
23小时56分1.09秒(平均太阳时)

文章标签:天文学自然科学物理学宇宙地球