
美国宇航局公布的火星水冰升华消失照片

新浪科技讯 北京时间6月23日消息,据美国《连线》杂志报道,在美国宇航局6月20日正式宣布“凤凰”号火星探测器在火星北极发现冷冻水后,《连线》杂志科学博客上充斥着这方面的评论和提问。其中一些提问确实有“科技含量”。以下即是《连线》杂志有关“凤凰”号火星探测任务的常见问题解答。
1.你怎么知道那是水冰,而非固态二氧化碳(即干冰)?
在冬天火星上存在大量固态二氧化碳,但是,为了保证太阳能电池提供足够的电力,“凤凰”号选择了阳光充足的夏日降落于火星北极地区。在火星夏天,由于气温太高,干冰根本无法以固态存在。这就好比是在地球上,让水冰在140度的高温下保持不融化一样。
二氧化碳在零下125摄氏度时会在火星上结冰,据“凤凰”号携带的加拿大气象站的报告,21日火星气温不到零下80摄氏度,对于干冰而言温度这还是太高,不能保持固态。值得注意的是,最大的冰块也不过保持固态一天时间,接着便蒸发消失得无影无踪。
2.为何不向火星发射探测生命的仪器?
如果你想提出像“我在火星上发现了生命”这样的主张,你必须要做好准备,去表明你的样本在发射前绝对不会受到地球细菌的污染。做到这一点,需要对仪器进行繁杂的消毒。大家不要担心——在发射前科学家已对“凤凰”号火星探测器进行了大量消毒处理。当然,他们一定采取了极端措施,才能将任何遭污染的可能性排除。采取这样的措施势必会大幅增加探测任务的成本,并超出任务预算。所以,美国宇航局和喷气推进实验室必须在当前的预算之内制定寻找水和生命存在条件的任务计划。
3.阳光照射下的白色发亮物质究竟发生了怎样的变化?
科学家表示,他们还在监控白色物质在阳光下的任何变化。他们确实看到了一些变化,但不愿做更多的说明,也不愿透露更多的细节。至于消失的大块白色物质是怎样在阴影处发生变化的,一位科学家提到,白色物质所在的沟有一部分在当天早晨暴露在阳光之下。
4.何以照片都没有颜色?
耐心一点吧。“凤凰”号发回的第一批照片来自它的原始文件。“凤凰”号科学小组承诺,会把第一手的照片资料在第一时间透露给媒体,所以,他们率先公布了原始的单色照片。通常情况下,只要你再等一天,科学小组将会公布处理完毕的全色照片。
5.水冰如何从固态直接转变为气态(即升华)?
如同地球上的干冰一样,水冰直接从固态转变为气态需要两个条件:一是气压低于6.1毫巴,二是受热(比如水冰在火星太阳遭遇的情况)。在气压高于6.1毫巴的情况下,干冰也可以直接从固态变为气态,此时水汽压(空气中水汽含量)足够的低。这是因为固态和气态中的水分子未处在平衡状态。
如果你知道同样的过程也在地球上演,一定会吃惊不已。要是你有一台不结霜的冰箱,你也许会注意到,冰块会在几天里逐渐缩小。这便是升华过程:风扇不停地从冰箱中吸收水汽,随着时间推移,冰块会不断向干燥的空气释放越来越多的水分子。
火星的气压约为8毫巴,极为接近于水的“三相点”(triple point),即水在处于固态、液态、气态三个相(态)平衡共存时的状态。由于火星的水汽压极低,水轻而易举在火星大气中升华,尤其是在地表随着太阳光照射温度不断升高的情况下。上述一幕发生时,土壤的温度常常超过阳光照射下空气的温度(联想一下蜥蜴在灼热的岩石中晒日光浴的镜头吧)。
当地时间六月二十日凌晨零时四十六分,“德尔塔-II”型运载火箭从美国范登堡空军基地发射升空,将“詹森-II”海洋观测卫星送入太空。“詹森-II”太空任务由美国航空航天局(NASA)、法国航天局(CNES)、欧洲气象卫星组织(Eumetsat)和美国国家海洋大气管理局(NOAA)联合实施。“詹森-II”的太空任务包括:绘制海面地形图、改进飓风等海洋天气预报,帮助科学家更好地了解诸如厄尔尼诺、拉尼娜等海洋气候现象。 中新社发 张炜 摄
中新社范登堡六月二十日电 (记者 张炜)当地时间二十日凌晨零时四十六分,“德尔塔-II”型运载火箭从美国范登堡空军基地发射升空,将“詹森-II”海洋观测卫星送入太空。
“詹森-II”(Jason-2)卫星重约五百零五千克,功率六百二十瓦。卫星将被定点于高约一千三百三十六千米、倾角六十六度的轨道上。“詹森-II”卫星卫星搭载了“海神三号”高度计、改进型微波辐射仪、多普勒追踪系统接收仪、激光反射镜阵列和全球定位系统等天基观测设备。
“詹森-II”还搭载了日本太空环境测量设备和光粒子望远镜等科研设备。“詹森-II”卫星的使用寿命为三至五年,将接替已经服役七年的“詹森-I”海洋观测卫星。
“詹森-II”太空任务由美国航空航天局(NASA)、法国航天局(CNES)、欧洲气象卫星组织(Eumetsat)和美国国家海洋大气管理局(NOAA)联合实施。“詹森-II”卫星涉及的科研领域包括航海气象、海况预报、气候监测、海洋与地球系统等。
美国航空航天局(NASA)专家称,通过“詹森-II”卫星可以从太空精确测量海洋表面高度,使得绘制海面地形图成为可能。“詹森-II”可以帮助科学家跟踪洋流,帮助人类了解地球环流和气候变化的规律,改进飓风等海洋天气预报,更好地了解诸如厄尔尼诺、拉尼娜等海洋气候现象。
中新网6月20日电 美国国会众议院在18日会上批准了美国宇航局202亿美元的2009年度预算,并要求美国宇航局同俄罗斯和其它国家在应对小行星威胁时进行合作。
据俄新网报道,预算法案称,“考虑到可能带来危险和尚未发现的小行星数量预计在2.5万颗左右,国会认为,美国应该同其它拥有大量资源的国家协商,请这些国家在发现小行星和描述小行星特性方面开展及时认真的研究”。这项预算法案在409票赞成,15票反对的情况下获得通过。
在美国国会众议院国际组织分委会副主席、共和党人戴纳·罗拉巴彻勒的倡议下,小行星国际合作条款以个别修订案的形式被写入预算法案。在讨论这项修订案时,他表示,为发现对地球具有重大威胁的小行星,需要能进行远距离航天通讯的强大雷达,而俄罗斯拥有这种雷达。
罗拉巴彻勒表示,“俄罗斯RT-70型雷达能为此做出一定的贡献”。
据新华社巴黎6月18日电 欧洲航天局18日宣布,该机构的首艘自动货运飞船(ATV)17日为国际空间站一次性补充了约810千克燃料,这是欧洲制造的航天器首次完成类似任务。
据欧洲航天局介绍,整个“加油”过程大约半个小时。飞船先后为空间站补充了280千克的偏二甲胼助推燃料和530千克四氧化氮,后者是一种能与燃料发生反应的氧化剂。
欧洲航天局说,此次燃料补充在位于法国图卢兹的航天控制中心监控下自动完成,国际空间站的宇航员没有介入。由于偏二甲胼有毒且易爆,因此该燃料通过货运飞船加压舱外的一条专用管道输入空间站的燃料储存系统。地面控制人员先对管道的安全性进行了检查,在确认没有泄漏危险后,向飞船下达了燃料传输命令。
在飞船完成“加油”后,欧洲航天局自动货运飞船项目高级顾问让-弗朗索瓦•克莱瓦对媒体说,通过这次实践,欧洲航天局又掌握了一项新太空技术,向未来开展载人航天和其他太空探测工程迈出了一步。
科技日报 记者李学梅

同步卫星将电力从太空发至地球

同步卫星将电力从太空发至地球
资料图片:美宇航局上世纪末设想的太阳能塔
新浪科技讯 北京时间6月20日消息,据美国生活科学网报道,早在40年前,就有人提出过将太阳能电池板置于太空,即便是在夜晚或阴云密布的天气,它们都能照常发电的美好设想。不过,鉴于初估成本实在高得惊人,这一构想并未付诸实践。但根据美国五角大楼日前公布的一份报告,美国空军似乎有意建造世界上第一个空间太阳能系统。
欲点亮地球上每一盏灯
由于油价不断攀升,以及太阳能技术发展迅速,这一设想近来又有卷土重来的迹象。来自美国国防部的一份报告称,建立空间太阳能电站的构想无论在技术方面还是在经济方面都是可行的。为帮助证明这一观点,美国空军学院日前宣布了小型试验卫星计划,迈出了从梦想到现实的第一步。
美国空军的迈克尔·史密斯(Michael Smith)上校说:“我们的想法是建造世界上第一个空间太阳能系统,以此来点亮地球上每一盏灯,同时也希望借助于这一方式,点亮未来前进的道路。”目前,传输束的类型尚未确定,但该项目也许可以借鉴日本独立研究中的一些先进成果。日本一直致力于在研究两项最有可能用来传输太阳能的技术:微波和激光。
太阳所释放的能量相当于当前全球所消耗能量的10万亿倍。美国国家航天学会副主席马克·霍普金斯(Mark Hopkins)说:“我们只需要开发其中一少部分,就足以应付我们当前和未来许多年的能源需求。”美国国家航天学会最近与其它非营利机构结盟,一起推动空间太阳能电站建设。
机器人技术大幅降低成本
据史密斯介绍,将目光投向太空的优势在于,太阳光是永恒不变的,同时强度是落于地球上的普通光的3至13倍。最早提出太阳能卫星计划是在1968年,但据初步估计,这种项目需要投入1万亿美元左右,造价之所以如此之高,很大程度是因为宇航员将必须留守在太空建造相应设备。如今,机器人可完成这项工作,将效率得到提高的太阳能电池以模块方式的安装完毕,成本比之前降低100倍。
霍普金斯说:“如果你决定以今天的技术实施这一计划的话,那么就会觉得这同地面太阳能电站的成本没什么两样。”地面太阳能电站的成本是每千瓦时30美分左右。不过,在霍普金斯看来,这仍旧太高了,他认为,发电成本会继续降下来,尤其是在相关开发资金源源不断注入的情况下。
由五角大楼发布的报告提供了一个发展规划,就未来10年如何投入100亿美元建立一颗10兆瓦特试验卫星的情况进行了详细说明。但是,这笔高昂投入来自哪方面还很难说。霍普金斯表示,美国宇航局将这一项目看作是能源利用,而美国能源部则将此看作是太空事业。他说:“在为这一项目找到归属的问题上,存在官僚作风。”
日本航天机构一马当先
过去10年间,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)一直为本国的空间太阳能电站系统(SSPS)提供稳定支持。目标是在2030年前向太空发射一颗对地静止卫星,这颗卫星将为地球上50万户家庭提供十亿瓦特电能。目前,日本宇宙航空研究开发机构的研究人员将微波和激光看作是传输太阳能的可能选择。
日本宇宙航空研究开发机构高级任务研究小组项目经理佐佐木(Susumu Sasaki)表示:“由于微波传输技术依托于当前的通信卫星,所以它更为先进。”但要是用聚焦光束传输大量太阳能,太空中的传输天线的直径需达到2公里(约合1.2英里)左右。地球上也必须建造一条同等规模或规模更大的接收天线。
另一选择就是使用激光。日本科学家正致力于金属合金板的研究,金属合金板能够吸收太阳光,并可直接将太阳光转换为红外线激光束。佐佐木说,这一选择的优势在于,激光所需的传输和接收设备是微波所需的设备十分之一。另外,激光不存在干扰通信卫星的风险,使用微波却存在这种问题。然而,激光不能像微波那样可以闯过云层,所以说,如果使用激光,那么约半数的射束能量会中途丧失。
采用充气式太阳能电池板
另一个问题是,激光束卫星听起像是一种武器,即便霍普金斯认为,绝对有办法保证激光束卫星绝对不会用作武器系统。相反,微波传输强度很低,不会造成危险。霍普金斯说,一个人可以安全地走过目标光束击中地面的位置,“你能感受到它的存在,但这种感觉就像阳光灿烂的日子里的一缕暖光。”
史密斯说,微波或激光都在美国空军项目的考虑范围之内,这一项目于本月初在国际空间开发大会上公布。他说:“尽管我们的大楼距建成尚有一段距离,但我们已经采用了新技术,令其成本更便宜,更易于操作,不久即将成真。”
他们计划把一颗造价低于1000万美元、重400磅(约合181公斤)的卫星放射到低地轨道。这颗卫星或会搭个“顺风车”,同另一个任务一起发射,使用充气式太阳能电池板。史密斯希望卫星能于2010年发射:“我们想要这个项目早日运转起来。”

参与该项目的阿雷西博天文台
新浪科技讯 北京时间6月19日消息,据国外媒体报道,长期以来,天文学家们一直是通过各个独立的天文望远镜进行太空观测,但最近,科学家们却首次建立一个横跨四大洲的射电望远镜阵,其清晰度超过哈勃望远镜的10倍。
长期以来,天文学家基本上是通过各个独立的天文望远镜进行联合观测。而只要两天线之间距离足够的宽,这种所谓的“干涉测量法”的观测精度可能与单一天线相差无几。在5月份的一次观测运行中,位于北美、南美、欧洲和非洲的所有天线都指向同一方向。所有信号通过光纤传递给位于荷兰的枢纽中心进行处理,形成实时图像。位于波多黎各的阿雷西博天文台也参加了这一项目,即所谓的“射电天文甚长基线测量(电子VLBI观测)”。该项目所产生与使用的临时射电望远镜,其跨度足以覆盖整个地球。
阿雷西博天文台的克里斯-萨尔特介绍,该射电望远镜的精度是哈勃太空望远镜的10倍,通过望远镜阵列联合观测目标,但看起来好象是各个独立的射电望远镜在单独执行任务。这种情况如同伽玛射线的“余辉”现象。伽玛射线爆发的高速喷射物质进入周围环境后,会形成明亮的“余辉”现象。作为e-VLBI项目的成员之一,阿雷西博天文台目前的主要任务每月一次的天体观测。在此之前,从望远镜传回的所有数据都是刻录于光盘中,然后再将数据光盘邮寄至中心枢纽。萨尔特向“新科学家”杂志介绍,“此前我们所能够接受的最快邮寄方式,就是通过联邦快递。很多学科都将成为射电天文学的受益者,这可要归功于艾伦望远镜阵列的小型单个天线,它们拥有极为广阔的视野。也就是说,与广角运动型双眼望远镜一样,它也能够立即对天空的大部分区域进行观察。”
而目前,通过光纤方式数据可以很快传递至中心枢纽,进而形成天体目标的实时图像。数据的快速传递和实时成像技术可以帮助天文学家们轻松地调整后续观测计划,实时快速地观测瞬息万变的天文现象,比如“超新星”等现象。由于这种观测计划是基于观测目标的实时行为,需要根据天体行为实时快速地进行调整。因此,如果仍采用邮寄方式,那么在数据邮寄过程中,很难决定是否该调整后续观测计划。据欧洲VLBI联合研究所的阿帕德介绍,“这些望远镜造价非常昂贵。如果真的有罕见天体现象发生,他们不会放弃任何观测的机会。”
数据的激增需要建立起更多的、规模更大的全球规模的阵列。这些阵列将能够大大提高望远镜的敏感度。美国哈佛-史密松天文物理中心的马克-里德认为,“光盘刻录的方式,大大限制了我们的研究工作。但是,随着光纤的应用,这一问题将不复存在。你在观测和研究中所遇到的,仅仅是来自天体本身的局限。对于这种新的可能性,我们最好用对比的方式加以理解,比如说用定时曝光的方式从帝国大厦拍摄曼哈顿的图片。实际上,这与天文学家所做的事情是具有可比性的–利用他们的射电望远镜从太空中的一个点开始数个小时的数据收集。”

凤凰号火星探测器
新浪科技讯 北京时间6月20日消息,据国外媒体报道,因为地面工程师要处理一个小故障,“凤凰”号登陆器18日停止了在火星北极附近的挖掘工作,这一故障导致当天拍下的照片丢失。
17日晚些时候,“凤凰”号在一处多边形表面内的一条沟里挖掘后,地面控制小组发现“凤凰”号出了小故障,那条沟很可能是季节性扩张和冰块缩小形成的。该登陆器传回了这条沟的照片,但数据的超负荷使得它没能将该处地貌和大气的照片存储在闪存内。科学家们表示,丢失的数据并不是至关紧要的。圣路易斯华盛顿大学的任务科学家雷·阿维德森说:“丢失任何一点科学数据都是不幸的。但它不是会导致你失败的关键部分。”
当“凤凰”号就像一张坏掉的唱片反复发送一份工程数据多达45000次,工程师们注意到了它的异常行为。通常,这个登陆器会在其闪存内保存好当天所拍的照片,但重复的数据发送导致它耗光了当天晚上的能量,没有存下所有照片。负责这次耗资4.2亿美元(约合人民币29亿元)的火星探测任务的美国宇航局喷气推进实验室的项目主管巴里·戈德斯坦说:“我们为此相当苦恼。”但他表示,这次故障并不会造成严重的损失。工程师们已经解决了,但故障原因尚不清楚。为了不给“凤凰”号的内存施加压力,18日的挖掘被推迟。
这是自“凤凰”号5月25日成功登陆火星北极开展为期3个月的探测任务以来的第三次推迟。早先的停工是由充当“凤凰”号和地面之间通信桥梁的两颗绕火星运行的探测器出现数据传输故障引起的。在出现这次小故障之前,“凤凰”号正在挖一条1英尺(0.3米)长、不足1英寸(2.54厘米)深的沟,但没有找到任何在较深沟渠内发现的白色物质。科学家们认为,“凤凰”号将在19日挖得更深,可以够到那种白色物质—可能是冰或者盐。
故障修复后,科学家们改变了数据传输时间,不再让这个登陆器在头天晚上存储数据,而是准备让它立即通过那两颗探测器将数据传回地面。
“3,2,1,点火!”2008年6月11日,北京时间上午8时,酒泉卫星发射中心。随着一声令下,北京航空航天大学宇航学院学生王虹玥按下了电子点火按钮。
继2006年11月1日“北航一号”———我国第一枚完全由北航本科学生独立设计完成的探空火箭发射成功后,今天,“北航一号B”探空火箭又承载着大学生新的梦想飞向蓝天。火箭全长2.5米,箭体直径0.18米,发射质量90千克,发射高度10000米(发射仰角80°),有效载荷质量10千克。此次飞行试验的目的是验证火箭的分离回收系统,将测量仪器发射到10000米左右高空测量大气平流层参数,并进行有效的回收。6分钟后,酒泉卫星发射中心的工作人员分别在距离发射点6.5公里和2.3公里处找到了火箭分离后的发动机残骸以及有效载荷部分,相关数据成功采集,飞行试验获得圆满成功。
听到酒泉卫星发射中心领导宣布:“‘北航一号B’探空火箭发射分离回收圆满成功!”时,项目组的学生们百感交集。这枚探空火箭凝结了宇航学院14名学生近两年的心血与智慧,显示了北航人不断追求的精神。2006年“北航一号”的成功发射在全国引起了强烈反响,鲜花和荣誉摆在这些大学生面前,但是他们深知,“北航一号”美中不足。2006年11月,宇航学院在“北航一号”的基础上,启动了“北航一号B”探空火箭的学生研制计划,几名“北航一号”的老成员带领刚刚保研的几名大学生再一次参加到项目组,他们被划分到火箭总体、动力系统、点火控制系统、分离回收系统、数据采集系统和地面发射系统六个不同部分的岗位。
近两年里,同学们在老师的指导下改进火箭各个部分的设计方案,重新设计研制分离回收系统。他们连续几个假期都打地铺住在学院的会议室里,独立思考、潜心研究、突破常规、大胆设计,一张张设计图纸,一场场地面试验,一次次艰难改进……每一步都走得扎实而艰辛。
负责分离回收系统的同学深有感触地说:“火箭的整体设计需要掌握大量书本上学不到的工程实践知识和经验。我们组的电脑设计图合成完毕以后,在老师和专家指点下,不知改动了多少次,真正体会到根据理论设计的东西跟工程实际离得很远。”
项目组成员张晓天说:“最初火箭的分离回收系统存在问题,我们的心情有些沉重。然而,这也使我们获得了更多成长的动力,激发了我们进一步攻关克难的决心。大家一起坐下来分析故障原因,认为问题可能出在元器件上,由于考虑成本因素选用的都是民用元器件,虽然地面试验可行,但在火箭飞行时高过载的恶劣环境下,很有可能失效。因此我们在分离系统做了科学的改进,此次的电子元器件我们采用了军品,并且做了大量振动冲击试验。我们还改进了分离系统触发延时方案,采用两种方案并行的方式,一个是电系统方案,增加了减震隔震的措施,同时还有一个并行的备份的火工延时方案,两个方案只要有一个启动成功,分离就可以启动。”
看着学生们脸上胜利的喜悦和难掩的疲惫,宇航学院常务副院长蔡国飙感叹,学生们为了此次飞行试验,这两年来彻夜奋战、废寝忘食,能取得这么圆满的成功太不容易了。学生们能够在本科阶段就全程参与大型科研项目,理论与工程实践相结合,试验过程中一次次无论成功或是失败的经历,对学生来说都是巨大的财富。
科技日报 本报记者赵凤华 通讯员邓怡
新华网南京6月19日电 (记者蔡玉高、周润健) 根据江苏、天津两地天文学会通报,20日晚天宇将上演木星合月天象。
无论是体积还是质量,木星都是太阳系八大行星之最。木星比太阳系其他所有行星质量之和大两倍,是地球质量的300多倍。木星绕太阳的公转轨道半径约为5.2个天文单位,也就是说,它冲日时与地球的距离大约在6亿千米左右。按说,如此的庞然大物在天空中应该耀眼夺目,但实际上,由于木星本身不发光,我们只能看到它反射的太阳光,因此木星的亮度与金星相比有较大差距。
江苏省天文学会天文专家严家荣介绍,近期木星正位于人马座天区内,这里也是黄道上赤纬最低的位置。本次木星合月,两者角距离最近时刻为北京时间20日21时,但对于我国大部分地区的观测者来说,此时木星和月亮都还没有升起。全国公众可以在午夜时分,看到木星和月球相伴出现在南方天空中,木星在月亮之北约2度左右,二者相依相偎,为公众奉献一幕精彩的“星月童话”。
本报莫斯科6月17日电 6月16日,俄罗斯萨马拉国家火箭航天科研生产中心、“进步”中央专业设计局开始向法属圭亚那库鲁航天中心运送设备,用于建设位于南美的俄罗斯火箭发射场。
萨马拉国家火箭航天科研生产中心的官员向媒体透露,第一艘设备运送船7月10日将从俄罗斯西北的维堡港出发,预计在7月末抵达目的地———圭亚那库鲁航天中心。所搭载的105个集装箱的航天设备由18家俄罗斯企业生产,全部符合欧洲技术标准。新设备的安装工作将在8月份开始,预计2008年底可以结束。首批两枚联盟-CT火箭预计可在2009年1月份投入使用。
库鲁航天中心,设在法属圭亚那(南美洲),位于西经52°37’、北纬5°08’处,大西洋之滨库鲁和辛纳马里之间18公里长的狭长区域。该中心靠近赤道,地理位置优越,被公认为世界最佳的火箭发射地点。相对俄罗斯目前使用的处于东经63.4°、北纬45.6°的拜科努尔发射场,及北纬62.8°,东经40.1°的普列谢茨克发射场,临近赤道的库鲁航天发射场可以最大限度地利用地球赤道处每秒463米的自转速度,从而在发射相同重量的有效载荷时减少火箭能耗。据此前媒体报道,就同一种运载火箭而言,从库鲁发射比从拜科努尔发射的运载量可增加70%%,能大大提高火箭运送能力。
因为领土分布原因,俄罗斯本国的航天发射场都位于纬度较高地区,不能有效利用地球自转速度给航天发射带来的便利。长期以来,俄罗斯航天部门一直希望使用靠近地球赤道附近的发射场,并先后于澳大利亚、印尼等临近赤道国家进行了谈判,但都未能如愿。直到2005年6月,俄罗斯航天局和法国阿里安航天公司在莫斯科达成协议,签署共同在法属圭亚那库鲁航天中心建造“联盟”号火箭发射台的合同。此举成为俄罗斯航天部门与欧洲空间局进行长期合作的重要标志。专家预计,位于库鲁的“联盟”号火箭发射台建成后,俄罗斯将利用赤道附近的有利位置,开展商用卫星航天发射业务。
科技日报 记者张浩