宇宙这么大,我想去看看。
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哈勃太空望远镜30岁生日龙飞船发射“田文1号”
宇宙这么大,我想去看看。
12: 41年7月23日中午,我国首个火星探测器“田文一号”在文昌航天发射中心成功发射。这次发射举世瞩目,因为“田文一号”计划完成绕火星、着陆和巡视三项任务,即一举完成“绕火星、巡视”。目前只有美国完成了对火星的“一举两得”的探索。如果成功,中国将在深空探测能力上实现跨越式发展,成为世界上第三个登陆火星的国家和第二个在火星上巡视的国家。
探索太空不是现代人的专利。自古以来,人类就对星空有着强烈的好奇和向往。唐代大诗人李贺曾遨游太空,写下“天河之夜飘回星辰,之云学水声”的诗句。几百年后,在遥远的西方,科学家伽利略将望远镜对准了浩瀚的星空。随着望远镜的发明,天文学发生了翻天覆地的变化。从此,人们了解了太阳黑子、月球上的环形山、木星周围的四颗卫星和闪闪发光的银河系等宇宙现象,哈勃太空望远镜应运而生。
在能够清晰地仰望星空之后,人类表现出了满满的去那片星空的“野心”。作为武器使用的火箭,从一开始就成为了人类的工具。美苏为了“太空霸权”的激烈碰撞,诞生了人类航天史上无数个第一——第一颗人造地球卫星、第一艘载人飞船、第一个空间站、第一个太空探测器...
由于身体和时间的限制,人类走不到比月球更远的地方,所以我们把探索宇宙的任务交给太空探测器,做我们在太空中的眼睛。但是,深入星空的成本极高,甚至在美国,也有很多不赞成发展航天事业的声音。但太空探索和大航海时代一样,有风险也有机遇,大多数国家对太空探索的投入都在持续增加:比如俄罗斯计划2030年后在火星上建立研究站;欧盟推出伽利略卫星导航系统,与美国的GPS定位系统竞争。日本和印度也相继发射月球探测器,成为世界上少数几个掌握月球探测技术的国家。
“田文一号”的成功发射只是中国人探索火星的第一步。许多国家的航天局都发来了祝贺。欧洲航天局、美国国家航空航天局和不久前成功发射火星探测器的阿联酋航天局已发来贺电,祝愿“田文1号”在下一次任务中一切顺利。“世界那么大,我想去看看”,探索比世界更广阔的宇宙,是国内外无数代人的梦想。无论世界上有多少国家在太空探索中走过,走了多少弯路,付出了多少,太空探索事业无疑是一个造福全人类,值得共同寻找的梦想。
望远镜
“哈勃”勾勒出宇宙之谜
2020年4月24日是哈勃太空望远镜发射30周年。哈勃已经服役30周年,拍摄了无数神秘而美丽的太阳系、银河系甚至宇宙深处的照片。为了纪念这个特殊的“哈勃”生日,美国国家航空航天局(美国国家航空航天局)从3月底开始推出了一份特殊的生日礼物——在其官网上公布了366张张珍贵的宇宙图像,用户可以登录查看生日当天的宇宙图像。
哈勃太空望远镜是太空中的大型轨道天文台。它的历史可以追溯到天文学家小莱曼·斯必泽在1946年写的文章《地球以外天文观测的优势》。在这篇论文中,斯皮策指出了在太空建立天文台的两个好处。一是观测结果不受地球大气层影响,二是可以观测到被大气层吸收的红外线和紫外线。
要知道,透过地球大气层观察太空中的天体,就像透过一杯水看世界一样。一切都被扭曲或不清楚。只有在地球大气层之外,望远镜才能探测到太空中恒星、星系等天体发出的光,而这些光并没有被大气层扭曲吸收,观测结果会更清晰。
为了实现在太空架设天文望远镜的梦想,斯皮策将太空望远镜作为毕生的事业。1965年,美国成立了建造太空望远镜的科学委员会,斯皮策被任命为主席。从65438年到0975年,美国国家航空航天局和欧洲航天局开始一起开发太空望远镜。
从65438到0990,哈勃太空望远镜在发现号航天飞机上成功发射。从斯皮策的第一个太空望远镜的想法到哈勃太空望远镜的成功发射,人类用了44年的时间将地面上的望远镜发射到太空。
纵观望远镜发展史,你会发现望远镜的发展几乎与天文学息息相关。1608年,荷兰眼镜制造商汉斯·李比希(Hans Liebig)制作了一架可以将远处物体的图像放大三倍的望远镜,并为其申请了专利。仅仅一年后,意大利科学家伽利略将望远镜对准天空,制成了人类历史上第一台天文望远镜。这台望远镜能把远处的物体放大30倍。伽利略用它观察了月球上的山脉和环形山,木星的四颗卫星,以及在天空中扩散成拱形的一条光带——伽利略当时并不知道这是我们的银河系。
但是,伽利略的天文望远镜是以透镜为物镜的折射式望远镜。这种望远镜有一个很大的缺点,就是色差问题,因为光是无数种不同颜色的光波混合而成的,每种光波的波长都不一样。不同波长的光波通过单个透镜时,会聚焦在略有不同的焦点上,所以观察到的图像会变得模糊。在1668之前,所有的天文学家都认为色差是不可避免的,直到牛顿用金属凹面镜做出了反射式望远镜,将折射光反射到一个平面镜上,再由平面镜将光反射到望远镜的目镜上,很好地解决了折射式望远镜的色差问题。
伽利略和牛顿之后,天文学蓬勃发展,天文望远镜也越来越大,越来越复杂。随着科技的进步,天文学家发现了许多昏暗的恒星,并计算了它们之间的距离。
在19世纪,天文学家使用了一种叫做分光镜的新仪器来收集天体的化学成分和物理运动的信息。20世纪,天文学家意识到,无论是巨大的望远镜,还是专门的仪器,都会受到地球大气的影响,观测结果也会因地球上的天气而出现偏差。于是就像400多年前的伽利略一样,他们再次将目光投向太空,哈勃太空望远镜应运而生。
火箭
罗伯特的研究奠定了技术基础。
北京时间2020年5月31日凌晨3点22分,搭载两名美国宇航员的太空探索技术公司太空探索技术公司成功发射其龙飞船,乘坐猎鹰9号火箭飞往国际空间站。这是自2011以来,美国首次使用自己的火箭和飞船将宇航员从家中送往国际空间站,也是人类历史上首次由私营公司开发的商业载人航天发射。
其实火箭一开始只是一种武器,直到1920年罗伯特·戈达德出版了《达到超高空的方法》这本书。这本书吸引了全世界的目光,赞美和嘲讽接踵而至。人们不认为火箭能到达月球。《纽约时报》甚至开辟了一个名为“多级火箭可以到达月球”的大专栏来嘲讽罗伯特,并评论说他“高中时连基本的物理知识都不知道,就开始整天幻想去月球旅行”。
不管别人怎么说,罗伯特继续他的火箭研究:1926年,他在美国马萨诸塞州的奥本发射了一枚液体燃料火箭——尼尔,这是人类发射的第一枚液体火箭。可惜只飞了2.5秒就一头扎进了184米外的菜地。虽然罗伯特的研究直到他去世前从未被使用过,但他对火箭的研究奠定了迄今为止人类液体燃料火箭技术的基础。
太空交通工具
“太空积木”诞生了。
火箭技术成熟后,出现运载火箭,人们会用运载火箭把人造地球卫星、载人飞船、空间站、太空探测器等航天器送入太空;任务完成后,运载火箭被弃,再次坠落地面,飞船正式开始了它的生涯。
上世纪六七十年代,美国和苏联的“太空霸权”见证了航天器的发展和崛起。世界上第一个航天器是前苏联1957 10发射的“人造地球卫星1”,由前苏联R7火箭在拜科努尔航天基地发射。卫星的发射让人类更加深入太空,R7火箭的巨大成功震惊了当时的整个西方世界,引发了美国的一系列事件,如人造卫星危机、华尔街小股灾等。
美苏在航天领域的激情碰撞,擦出了许多火花。1958年,美国在佛罗里达州卡拉维的纳尔角发射了第一颗卫星——“探索者1”,美国国家航空航天局成立。1961年,前苏联宇航员尤里·加加林乘坐宇宙飞船进入太空,在太空飞行108分钟,成为环绕地球飞行的第一人。1969年,美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗在月球上迈出了“自己的一小步,人类的一大步”,成为人类历史上第一位成功登上月球的宇航员...
前苏联解体后,美国在太空探索方面变得更加雄心勃勃。1971年发射火星探测器水手9号,意在为载人登陆火星做准备。然而,该项目需要太多的资金,政治家们普遍表示不赞成。
于是美国国家航空航天局出了新招,在1976启动了“哥伦比亚”号航天飞机计划,希望研发一种廉价的可以多次使用的太空飞行器。当初这个项目确实给美国带来了低成本太空飞行的希望,但美国万万没想到的是,每次飞行后,除了发动机,航天飞机的其他部件基本都要更换。制造一架航天飞机的成本约为30亿美元,但每年光维护费用就高达5亿美元,更不用说航天飞机事故频发,最终让17名宇航员付出了生命。2011美国被迫停止航天飞机计划。
放眼全球,太空探索犹如大航海时代。当时,许多欧洲国家抓住机会跻身世界强国之列。这一次,美苏在太空探索领域走在了前列,他们之间的竞争也刺激了其他国家纷纷“出海”。1998 65438+10月,美国、俄罗斯、日本、加拿大、巴西、欧洲航天局11成员国***16国**签署了建立国际空间站的协议。
1998年,俄罗斯制造的“黎明”号功能货舱发射升空,国际空间站开始正式组装。经过十几年的建设,2010的建设任务终于完成,“国际空间站”全面投入使用。现在,这个大型的“太空积木”已经成为人类在太空中存在的永久标志。各国在太空探索方面的争先恐后,为世界航天技术留下了丰富的遗产,推动了气象卫星、载人航天、国际空间站等航天技术的飞跃,同时也使人类得以探索曾经未知的宇宙奥秘。
航天探测器
朝着星星的深处前进
以现有技术,人类能到达的最远星球是月球。由于身体和时间的限制,人类把探索宇宙的任务交给了无人飞船——太空探测器,这样就可以远距离拍摄行星、卫星和彗星的照片并收集科学数据,或者在各种行星上着陆并分析土壤和空气的成分。
太空探测器又称深空探测器,是一种用于探测地球以外天体和星际空间的无人飞船。前苏联于1959年10月2日发射的“月球1”探测器,是人类成功发射的第一个空间探测器。它从月球表面飞过5000多公里,在飞行过程中测量了月球的磁场和宇宙射线,然后进入日心轨道,成为地球的第一颗人造行星。
对于大多数太空探测器来说,走进星空意味着无尽的旅程。目前最远的太空探测器是美国美国国家航空航天局于1977年发射的旅行者1号。43岁的旅行者1已经访问了木星和土星,是第一个以高分辨率提供其卫星清晰照片的航天器。它于1979年穿过木星系统,1980年穿过土星系统,于1989年驶向银河系中心,于2012年到达太阳系边缘,于2014年离开太阳系前往其他恒星。作为第一个冲出太阳系的人造飞行器,截至2020年8月6日,旅行者1与地球的距离已达149.83天文单位,即224亿公里。
太空时代
各国互相追逐。
浩瀚星空虽然能给人类带来无尽的遐想和希望,但是迈向美好星空的代价真的不低,所以即使在美国,也有很多不赞成发展航天事业的声音。这些疑虑从美国决定启动航天事业开始就存在,在美国决定建造国际空间站时达到顶峰。因为美国在这个项目上已经投入了近1000亿美元,每年还需要投入30亿到40亿美元才能保证空间站的正常运行。当初对这一计划感兴趣的政客们不禁望而却步。
2005年,美国国家航空航天局主任Michael Griffin在接受《今日美国》采访时表示,建造航天飞机和空间站是一个代价高昂的“战略错误”。现在全世界都承认这是一条错误的道路,美国正在努力将损失降到最低。2018《华盛顿邮报》援引美国国家航空航天局文件称,美国政府计划在2025年停止对国际空间站的直接注资,并有意将其出售给私营企业。有迹象表明,国际空间站可能已经成为美国国家航空航天局的负担。
在美国为国际空间站苦苦挣扎的同时,其他国家也没有停下脚步——虽然太空探索是个无底洞,但是谁也不知道太空经济和太空时代什么时候会到来,所以有实力的国家都会拨出一些财政资金来支持国内航天事业的发展。
俄罗斯继承了前苏联90%的航天工业。进入21世纪后,俄罗斯经济复苏,航天复兴计划提上日程。2009年,俄罗斯通过了第一部关于卫星导航的国内法律——《GLONASS》和《导航活动法》,规定俄罗斯军用和民用车辆及车辆管理设备应配备“GLONASS”导航设备,以增强俄罗斯的国防潜力和安全,改善运输管理。2012年,俄罗斯联邦航天署发布《2030年及未来俄罗斯航天发展战略(草案)》,宣称俄罗斯将在2030年后在火星上建立研究站。
2003年6月165438+10月11日,欧盟推出了《航天政策行动计划白皮书》,提出了整合欧洲所有资源发展航天工业的战略思想。为了独立进入太空,欧洲决定在卫星定位系统上下功夫。2003年,伽利略卫星导航系统发射,2016年正式投入使用。与美国的GPS系统相比,伽利略导航系统拥有更多的卫星、更高的轨道位置和更大的覆盖区域,是世界上第一个纯民用的卫星导航定位系统。
近年来,日本和印度在航天领域也下了很大功夫:日本在2007年发射了“月亮女神”月球探测器,在2008年颁布了宇宙基本定律和宇宙基本计划,在2009年成功发射了空间站转移飞行器1 (HTV 1),这是日本第一艘无人太空货运飞船。而印度则努力与航天大国建立良好的合作基础,不断增加航天事业的预算。5438年6月+2008年10月,印度空间研究组织成功发射印度首个月球探测器“月川1”,成为世界上第五个掌握月球探测技术的国家。(田梦圆)