引用第9楼去伪存真于2011-08-21 20:47发表的 :
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天文学的理论物理学家是「电影评论员」，宇宙学的理论物理学家则是「呆子」，他们都是「科学宗教」的弘法师，胡说八道讲经说法的大师，既不是唯心主义者，也不是唯物主义者，而是离经叛道的幻想家。我们对「焦距」了解的很有限，对物质的了解也非常的有限，太阳系外的影像如何能传到「光年」为单位计算的地区，一直是实证派科学界的不解谜团，至于这些影像是如何传入太阳系内的，同样是很大的问号。 实证派科学家在过去三十年积极的在运算本银河的轨道，实际上盲点相当的多，伴随2005年的惊人发现，目前积极要解决的问题是太阳系皮壳的「封闭答案」，未来将会发射很多太空船前往侦测太阳系皮壳的计画，否则一切都会终止计算，不再去理会望远镜看到的银河系，因为一切都是「电影」，不是客观事实。
新视野号飞船启程探访冥王星和柯伊伯带
新视野号飞船(New Horizon Spacecraft,也译作新地平线号飞船)于2006年1月19日在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心发射升空,预计2015年7月飞近冥王星探访,接着对柯伊伯带天体KBO-Kuiper Belt Object)进行历时五年的探访。由于这些天体离地球很遥远,即使要发现它们都很困难,因此至今对它们仍不很了解。新视野号飞船远航开拓太空探测的新前沿,将揭示太阳系深空天体的秘密,有助于了解太阳系的形成和演化。
冥王星及其卫星
1846年,法国青年天文学家勒威耶(U. J. J. Le Verrier)由天王星所受的引力摄动推算出未知的第八颗行星,随后,伽勒(J.G. Galle)在所预报的位置附近找到了它,命名为海王星。这件‘笔尖上的发现’典范激励了一些人用类似方法推算和寻找第九颗行星。1930年2月18日,美国天文学家汤博(C. Tombaugh)从拍摄的大量星像中终于发现了它,并把它命名为冥王星。实际上,冥王星的质量很小,不足以对天王星和海王星造成原来估计的摄动,因此,冥王星的发现可能是巧合。
冥王星在较扁的椭圆轨道上绕太阳公转,其轨道半长径为39.545天文单位(1天文单位=1.5亿公里),偏心率为0.249。它最近一次过近日点是在1989年9月5日,在此前后期间(即1979年1月21日—1999年3月14日),它离太阳的距离比海王星离太阳还近。从其轨道投影于黄道面的图上看,冥王星与海王星的轨道是交叉的,因而似有碰撞的疑虑,但实际上,冥王星轨道面对黄道面的倾角为17.14°,它们的轨道就像立交桥的上下道路那样,其最近距离也有2.6天文单位。冥王星的公转周期为248年,自转轴对黄道面倾角为28°,即大致呈“侧向自转”,自转周期为6.3872日。
1978年6月22日,美国天文学家克里斯蒂(J. Christy)发现,冥王星的像上有个突出部分,经分析认为那是冥王星的卫星,后经查找以前的底片确认,并经观测证实。可惜,以前冥王星像的突出部分被作为底片污点而忽略了,否则它早就被发现了。这颗卫星称为冥卫一,同时又以神话中摆渡冥河的船工名字卡戎(Charon)命名。
在冥卫一绕冥王星的轨道运动中,从地球上有时可观测到冥卫一从冥王星前面经过(称为冥卫一‘凌’冥王星)或从背后经过(称为冥王星‘掩’或‘食’冥卫一)。有时它们也‘掩’恒星。这时,通过观测它们的亮度变化,可以推算它们的大小、质量及表面性质,尤其是哈勃太空望远镜,由于它不受地球大气扰动,因此,可以分辨出冥王星和冥卫一的表面。
冥王星的直径为2360±50公里,质量仅约为地球质量的千分之二。它的平均密度约2克/厘米3,说明它由冰和岩石物质混合物组成。它既不同于地球这样岩体的类地行星,也不同于木星那样的气体巨行星,而是另类的冰体矮行星(ice dwarf planet)。它的内部有岩石核和水冰幔,表面是氮、一氧化碳、甲烷和水冰的冰壳。外太阳系其他行星的亮、暗区对比不显著,而冥王星表面的亮区和暗区对比显著,因此,冥王星上可能还有未发现的物质。它的表面重力只有地球表面重力的6%,表面温度变化范围为47～60开。表面的部分冰升华为随季节变化的稀疏而复杂的大气,表面气压仅为约1帕,主要成分是氮,还有少量甲烷、一氧化碳和某些较重的碳氢化合物。高层大气中有相当数量的自由氢。
冥卫一在半径为19636 公里的圆轨道上绕冥王星转动,转动周期(6.3872日)与冥王星的自转周期相同,总是同一面朝向冥王星,因而它是冥王星的“同步卫星”。冥卫一的直径约为1200 公里,与冥王星大小相当,这是其他行星-卫星系中所未见的,可谓孪生的“双行星”。冥卫一的平均密度约2 克/厘米3,可能是一个混有岩石物质的冰球。它的表面反照率(0.32)比冥王星的(约0.55)小,表面有水冰,还可能有氨化的水合物。目前还不知道它是否有大气层。
2005年10月31日,国际天文学联合会快报宣布：用哈勃太空望远镜新发现了冥王星的两颗小卫星,临时命名为S/2005 P1和S/2005 P2,待国际天文学联合会给予正式命名。加上冥卫一,冥王星的已知卫星已达三颗。
实际上,在2005年5月15日,哈勃太空望远镜的高级巡天摄像机(Advanced Camera for Surveys, ACS)就拍摄到了冥王星和冥卫一旁的两颗疑似卫星的暗星,它们的亮度约为冥王星的1/5000。三天后的5月18日,ACS再次拍摄到这两颗与冥王星相伴的星,但它们的位置绕冥王星转动了。经过图像数据分析,确定这两颗星分别在半径49 000公里和64 000 公里的圆形轨道上绕冥王星转动,绕转周期分别为25.5日和38.2日。估计S/2005 P1 的直径约为50公里,而S/2005 P2略小些。继续追踪观测确认,它们是冥王星的两颗卫星,而且查找到它们在2002年7月14日底片上也处于相应位置。
确切地说,正如地球和月球都绕它们的公共质心转动一样,冥王星、冥卫一、S/2005 P1和S/2005 P2也绕它们的公共质心转动,而公共质心在椭圆轨道上绕太阳公转。此外,仔细搜寻了冥王星可能存在卫星的约200万公里的“引力范围”,没有发现其他潜在的直径大于28 公里的卫星。
柯伊伯带 第十大行星及其卫星
为了解释海王星轨道的变化,柯伊伯 (G.P.Kuiper)于1950年提出,在海王星轨道外存在有彗星的环带。现在称此环带为柯伊伯带,而称那里的天体为柯伊伯带天体(Kuiper belt object, KBO)。现已发现1000多颗KBO,估计有10万颗大于100公里的KBO,短周期彗星主要来自它们。近年来发现了几颗与冥王星大小相当的柯伊伯带天体。鉴于冥王星不仅比其他大行星小很多,甚至比大卫星(木卫三、土卫六)还小,因此,有些人认为冥王星是不够格的大行星,而是最大的柯伊伯带天体。
实际上,除了卫星绕大行星转动并随大行星绕太阳公转这一特征之外,卫星跟大行星并没有本质差别,大行星、小行星、卫星乃至彗星可以一起泛称为行星体。但目前,一般仍把冥王星作为第九大行星,因此,如果新发现的柯伊伯带天体比冥王星大,则可以算作第十大行星。
布朗(M. Brown)小组用帕洛玛天文台的萨缪尔•奥斯琴(Samuel Oschin)望远镜系统地搜寻大的柯伊伯带天体后,终于在 2002 年 6 月初发现了临时命名为2002 LM60的天体,并以洛杉矶地区原始部族神话的“夸殴艾尔(Quaoar)”命名,它离太阳 42 天文单位,每 285 年绕太阳公转一圈。由于它的直径(约1300公里)比冥王星小,故不能作为第十大行星。
接着,他们发现了大的柯伊伯带天体2003 EL61(诨名Santa)和2004 DW。2004年2月17日,他们又发现了更大的柯伊伯带天体,并以神话电视剧《好战公主齐娜(Xena)》的齐娜名字为诨号。实际上,早在 2003 年10月他们就拍摄到它,但直到2005年 1 月 8 日才知道这颗天体比冥王星远得多,也比冥王星大。此后,又经过半年多的更细致研究后,他们才宣布它是太阳系的第十大行星。这颗新发现的行星还没有正式命名,暂时称为 2003 UB313。
2003 UB313现在离太阳约145亿公里,即97天文单位,大约是冥王星现在离太阳距离的3倍。已发现的柯伊伯带天体大多都在黄道面附近,而这颗新天体的轨道面对黄道面倾角达44°。它的轨道是较扁的椭圆,绕太阳公转的轨道周期为560年,其中一半时间离太阳仅36天文单位。它可能像冥王星那样由岩石和冰组成,表面覆盖着甲烷冰。虽然还不知道它的准确大小,但由它的亮度估计,它的直径约为冥王星的1.5倍(最近的估计降到1.01倍)。
2005年9月10日,布朗小组用夏威夷凯克天文台(Keck Observatory)自适应光学系统拍摄2003 UB313时,发现一颗跟它相伴的暗淡天体——它的卫星,诨佳布里尔(Gabriell,齐娜的伴从)。这颗卫星的亮度比2003 UB313低约50倍,估计其大小约为250公里,离2003 UB313约40000公里,每2星期左右绕2003 UB313转动一圈。2003 UB313及其卫星的大小、质量等性质有待进一步测定。
柯伊伯带天体2005 FY9(诨号Easterbunny)比2003 UB313小一些,未搜寻到它的卫星,但却搜寻到再小些的2003 EL61(Santa)有颗卫星(诨号Rudolph)。正如小行星带的一些小行星有卫星那样,可能一些柯伊伯带天体也有卫星。
近半个多世纪以来,对太阳系的探索进入了黄金时代,新发现纷至沓来。除了太阳系究竟有几大行星之争外,很多书刊和互联网上给出的大行星的天然卫星数目有很大差别。就笔者迄今了解,各大行星的卫星数目为：地球——1颗(月球)；火星——2颗；木星——63颗；土星——50颗；天王星——27颗；海王星——13颗；冥王星——3颗；2003 UB313——1颗,总计160颗卫星。当然,以后还可能发现新的卫星,使卫星的总数目增多。
新视野号飞船的使命
在飞船先后探测了太阳系八大行星后,人们对其了解较少、但颇为奇特的冥王星和它的卫星以及柯伊伯带天体就成为最重要的探测对象,因为它们保存着行星形成时期留在太阳系外部的冰和有机物质。美国科学家早在15年前就提出探测冥王星计划,但直到2003年2月才得到政府的预算拨款,并开始进入正式实施,取名为新视野计划(New Horizon Project)。
该计划在2001—2016年的总经费约7亿美元,包括飞船和仪器研制、发射器、飞船运转、资料分析以及教育和公众活动费用等。它的主要科学目标是：探测冥王星、冥卫一以及两颗新卫星的全球地质和地貌特性,测绘它们的表面成分图,考察冥王星的天然大气及其逃逸率,研究冥王星表面和大气的变化,拍摄它们表面区域的高分辨图像,揭示冥王星高层气、电离层和高能粒子环境特性,搜寻冥卫一周围的大气,确定它们的总体参数、搜寻新卫星和环,并探测可接近的几颗柯伊伯带天体。为此,飞船载荷七种仪器。
飞船载荷的七种仪器
缩 写
仪 器 名
用 途
Ralph
可见光和红外的 摄像/摄谱仪
测绘多色的、成分的和热的高分辨表面图像
Alice
紫外成像摄谱仪
分析冥王星的大气成分和结构,搜寻冥卫一和柯伊伯带天体周围的大气
REX
(射电科学实验)无源辐射计
测量大气结构、表面的热性质和行星质量
LORRI
长程侦察摄像机
获得长距离相遇资料,测绘冥王星背面图像,提供高分辨地质资料
SWAP
太阳风和等离子体谱仪
观测大气‘逃逸率’、冥王星与太阳风的相互作用
PEPSSI
高能粒子谱仪
测量冥王星大气和周围的带电粒子成分和密度
SDC
学生(研制使用)尘埃计数器
测量飞船旅途期间碰到的空间尘埃
新视野号飞船的主结构长2.1米,高0.7米,最宽处为2.7米,大致有一架钢琴的大小。直径2.1米的天线盘架在其顶部,使得总高度达2.2米。飞船重478千克(包括77千克推进剂和30千克仪器包)。由于飞船飞往远离太阳的柯伊伯带,无法使用太阳能,因此,新视野号飞船不得不使用放射性同位素热电发电机提供动力(起初约为240瓦,后来约为200瓦)来运行飞船系统,并利用16个推进器来调整飞行路径和进行姿态控制。虽然美国能源部门提议仔细检查它的安全性,该放射性同位素热电发电机仍使用放射性钚丸燃料。
新视野号飞船由强力的Atlas V 火箭以每小时5.79万公里的惊人速度发射后,成为有史以来发射的最高速飞行器,它在9小时内飞过月球(阿波罗系列飞船需要用两天半时间).将于2007年2月以21公里/秒的高速飞越木星近旁(最近距离约227万公里),并通过探测木星及其卫星来检验飞船所携带的仪器。此后,飞船借助木星引力场加速而飞向冥王星(这样可节省四年多飞行时间)。
预计新视野号飞船将于2015年7月与冥王星和冥卫一相遇。由于速度很快(14公里/秒),而它所携带的动力燃料又不足以供其减速和进入绕冥王星的轨道,因此,计划飞船离冥王星最近距离约10 000公里,离冥卫一最近距离约27 000公里时,探测器对冥王星和冥卫一进行五个月的探测。那时,冥王星离地球约49.2亿公里(32天文单位),因此,飞船的无线电信号需经4小时25分钟才能传回到地球。
尽管拥有创纪录的飞行速度,但由于从地球到冥王星相隔数十亿公里,因此,在绝大部分飞行时间里,它的仪器将处在于“休眠”状态,每星期只向地球发送一次信号汇报其“健康”状况,以尽可能节约能量。地面上的科学家每年将唤醒一次它的关键系统,进行必要检测。直到飞船飞近冥王星前约200天, “休眠”仪器才被唤醒,并开始校验和进行探测。特别是最临近冥王星时期,探测仪器将全力获取冥王星及其卫星的资料。它飞越冥王星及其卫星后,将继续前行,并在此后的五年期间穿越柯伊伯带,探测相遇的一颗或多颗柯伊伯带天体,并一去不复返。
为人类速度最快探测器，有望2015年实现人类航天器首探冥王星
本报综合报道 美国冥王星探测器“新地平线”号有望于今日发射升空，若一切顺利，它将是第一个造访冥王星———这个太阳系中离太阳最远和最小的行星的人类探测器。目前，冥王星正处在加速远离地球的轨道上。虽然“新地平线”号是人类有史以来发射的最快的探测器，但由于其追赶冥王星之行将长达至少48亿公里，因而预计最早也要在2015年年中才能赶上冥王星。
美国宇航局的消息说，“新地平线”号探测器最早将于美国东部时间17日下午1时24分(北京时间18日凌晨2时24分)升空。发射将在佛罗里达州卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心进行。“新地平线”号探测项目耗资约7亿美元。科学家认为，研究冥王星有助于加深对太阳系形成的理解。
除探索冥王星外，“新地平线”号的使命还包括研究冥王星的主要卫星冥卫一以及两个最新发现的冥王星卫星。“新地平线”号探测器之后将进入冥王星外的柯伊伯带。柯伊伯带位于太阳系外缘，被认为由太阳系形成早期的剩余物质组成。
由于“新地平线”号的飞行速度很快，而其所携燃料又不足以供减速和进入环冥王星轨道之用，因此“新地平线”号将在与冥王星及其卫星“亲密接触”后，继续前行并一去不返。
对于美国国家航空与宇宙航行局探索冥王星的计划，1930年发现冥王星的天文学家克莱德·汤姆博的遗孀、现年93岁的帕特里西亚·汤姆博显得相当高兴：“他们终于前往探索冥王星了，这简直让我难以置信。”
探索旅程
9小时内飞过月球
因为此次航程任重道远，“新地平线”号将借助最强有力的 火箭———“宇宙神-5”重型火箭脱离地球引力，其每小时5.76万公里的速度使其成为最快的人类飞行器。借助火箭的推力，它可以在9小时内飞过月球，在13个月后到达木星。在这里，“新地平线”号会利用木星的引力，像一个弹弓一样将自己“弹”向太阳系外围。在木星和冥王星之间的这段漫长航程中，“新地平线”号的大部分系统为节约能源将进入休眠状态。这时它会每周向地球发送一次信号，汇报状况。科学家每年将唤醒它一次，对其进行检查。
作为首个探索太阳系边缘的飞船，“新地平线”号的动力系统和从前的宇宙探测器要求更高。传统上，在脱离火箭的探测器多依靠太阳能为动力，但由于“新地平线”号的目的地离太阳太远，柯伊伯带的阳光强度是地球的千分之一，因此飞船将携带10.9千克钚丸，利用其放射性衰变释放出的能量发电。不过，这一核能提供的能源只相当于两个100瓦电灯。(谢来)
迟出发一天 晚到达5年
“新地平线”号任务的成败关键之一在于精确估算飞行时间。美国宇航局称，由于冥王星的轨道呈椭圆，目前正处于加速远离地球的阶段，而且，这种轨道导致它在近日点和远日点温差巨大，当冥王星靠近太阳时，上升的温度导致其表面大气“化冻”，这就使得它难以观测。因此拜访冥王星必须要在其远离太阳的时候。
此外，长距离的太空旅行本身也需要把握时机。美国克罗拉多大学弗朗·巴杰纳博士说，什么时候抵达冥王星取决于哪一天发射。如果在预定日期发射，飞船将于2015年抵达目的地，但如果推迟一天或几天，就不是晚到达一两天的问题，而会迟到5年。这其中的原因是飞船能否在经过木星轨道时能得到其引力相助，这股“推力”能够缩短“新地平线”号航程3年。同时，科学家还希望在经过木星时有机会对其大气进行观测。(谢来)
设备解密
七种仪器总能耗低于一个灯泡
为揭开太阳系最外层行星冥王星的神秘面纱，“新地平线”号携带了七大科学武器。其中三种仪器被科学家用电视剧中的角色命名———“爱丽丝、拉尔夫和雷克斯”，它们拍摄的彩色图片能告诉我们冥王星的化学构成和大气；光学望远镜LORRI能拍摄行星表面最高清晰度的图片； 等离子探测仪PEPSSI和SWAP能分析冥王星的大气离子和太阳风。有了这些观测仪，“新地平线”号能够给科学家提供有史以来最清晰的观测图片，其清晰度甚至能超过哈勃太空望远镜。此外，“新地平线”号还带有一台名叫SDC的尘埃计数器，它能在整个飞行过程中监测星际尘埃对“新地平线”号的影响。所有这七项仪器的总能耗将低于一个夜间照明的灯泡。(谢来)
研究目标
近观“冥王”有助研究太阳系演进
冥王星(Pluto)的名字和它寒冷死寂的表面非常相称，虽然一直有人质疑其第九大行星的身份，但人类对这颗“死星”和其所在的太阳系外围区域知之甚少。冥王星也是惟一没有探测飞船拜访过的太阳系行星。
而此次“新地平线”号将帮助人类近距离看清其真容。在2015年达到冥王星后，它还将观测造访冥王星的卫星查龙，以及柯伊伯带的其他天体，柯伊伯带位于海王星轨道之外，是一个恒星太阳诞生时的残留物质遗留形成的环状区域。除了是冥王星的家乡，这里还有大量的岩石和冰态物质，形成了固体和气体行星之外的太阳系第三大区域。因为柯伊伯带保存有太阳系形成之初残留的物质，因此科学家希望通过研究这里的天体能寻找太阳系的演化过程。
美国宇航局冥王星探测器“新地平线”１９日下午终于成功发射升空。“新地平线”预计将最早于２０１５年年中到达冥王星。
冥王星是太阳系中离太阳最远和最小的行星，“新地平线”将是人类第一个造访冥王星的探测器。冥王星探测项目耗资约７亿美元。科学家认为，研究冥王星有助于加深对太阳系形成的理解。 “新地平线”是美东部时间１９日下午２时（北京时间２０日凌晨３时）在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空的。它只要在本月２７日前发射升空就能确保其接近木星并借助木星重力场提升自身速度。科学家测算“新地平线”若直飞冥王星反而会多用４年左右的时间。 “新地平线”探测器重４５４千克，携带７种科研仪器。由于冥王星离太阳太远，“新地平线”无法使用太阳能，不得不依靠所携钚丸放射性衰变提供动力。 “新地平线”将以每小时７．５万公里的速度飞跨太阳系。其使命还包括研究冥王星的主要卫星冥卫一。“新地平线”的飞行速度很快，而它所携动力燃料又不足以供其减速和进入环冥王星轨道之用，因此它将在与冥王星及其卫星“亲密”接触后，继续前行进入冥王星外的柯伊伯带并一去不复返。 按照冥王星探测项目计划，“新地平线”将在柯伊伯带进行５年的研究。柯伊伯带位于太阳系外缘，据信由太阳系形成的早期剩余物质组成。（完） | 美国东部时间1月19日下午2时（北京时间２０日凌晨３时），美国宇航局冥王星探测器“新地平线”在佛罗里达州卡纳维拉尔角发射升空。 |
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发表于 2011-8-21 20:50:52
发表于 2011-8-22 18:56:04