书城科普读物为了地球领导权——人造卫星
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第4章 品尝太空的味道——科学卫星

科学卫星

为什么天空是蓝色的?地球是哪里来的?太阳为什么那么热?火星上有水吗?为什么有那么多的星星?银河系是如何产生的?宇宙到底有多大?人类在太空能走多远?外星人在哪里?太空探索会引狼入室吗?……许多疑问迷惑、困扰着科学家。陨石、黑洞、彗星、超新星、太阳风暴、宇宙大爆炸、暗物质、暗能量等科学难题等待着破解。

科学卫星就是一种探索宇宙奥秘的卫星,是用于太空科学探测和研究的卫星。它是科学家,同时又是哲学家、美术家、摄影家,还是美食家。天文学家说:科学卫星能嗅出星空的味道。星空是什么味道呢?

科学卫星主要包括太空物理探测卫星、天文卫星、技术试验卫星,科学探测卫星、生物试验卫星和空间微重力试验卫星等。科学卫星一般飞行高度距地球200~300千米,围绕地球低轨道运行,围绕地球一周约1.5小时,运行速度约8千米/秒。科学卫星是一位探险家,常常装备的仪器包括望远镜、光谱仪、盖革计数器、电离计、压力测量仪和磁强计等。

科学卫星借助这些仪器可研究高层大气、地球辐射带、地球磁层、宇宙线、太阳辐射和极光,观测太阳和其他天体。探险要有牺牲精神,所有的科学卫星都为科学献身了,没有一个安全回到地球。

我国南方亚热带有一种奇异的水果,不论谁吃了后,都说不准是什么味道,但你心里想什么味道,就感觉是什么味道,人称神秘果。太空也有神秘果的魅力。宇宙空间好像有淡淡的草莓的清香味,也有点榴莲的怪异味道,还有点马铃薯的土腥味,有时还有一点点臭鸡蛋味。为什么太空像神秘果?为什么我们闻不到星星的味道呢?为什么阳光晒过的衣被是芳香的呢?科学的谜团等待解开。

太阳与太阳风观察卫星

你想闻闻太阳的味道吗?你想体会太阳暖风吹过的感觉吗?你想看见太阳风绮丽的光彩吗?

1995年12月2日,美国国家航空航天局和欧洲空间局的太阳与太阳风观察卫星,从美国肯尼迪航天中心第36B发射台升空,运行在距离地球高度32.8万千米,位于地球与太阳之间的一个平衡点——L1拉格朗日点。

1772年,法国数学家、力学家和天文学家约瑟夫·拉格朗日计算出天体运行的5个拉格朗日点,分别称为:L1、L2、L3、L4和L5拉格朗日点。在这些点上,地球和太阳两个天体之间的万有引力与离心力刚好一样大,第3个天体在这些点上相对静止,飞行稳定、省力,所以又称为天平点。太阳与日光层观察卫星运行在L1点上,地球和太阳引力相平衡。

太阳与太阳风观察卫星重1850千克,其中各种探测仪器重610千克。它携带12台先进的科研仪器,其中包括5台等离子体器、高能粒子器:探测太阳核心振荡的多普勒敏感光度计探测太阳核心振荡的光度仪;探测磁场振荡的多普勒成像仪;探测日冕物理的紫外线

光谱仪;探测电晕与色球层物理的紫外线光谱仪;探测低日冕和光球的紫外线望远镜;探测太阳风加速的紫外线光谱仪;拍摄低外电晕的可见光摄像机;拍摄太阳风密度的紫外线相机;获取太阳风离子的取样器等。

这些探测紫外线波长光和磁信息的仪器,有的是世界上独一无二的。如日冕绘图仪就是专门研究较薄的太阳外层大气的。它探测了太阳的内部结构、广阔的太阳大气层和太阳风,发现了1000余颗彗星。

太阳与太阳风观察卫星12个月绕太阳公转一圈,全面观察太阳,进行太阳到地球大气层的磁场实验、电场实验,能看见太阳风吹拂的景象,能闻出太阳光的味道,为太阳拍摄标准像,为太阳风画风力图。

太阳与太阳风观察卫星凭借先进的仪器发出特殊的声波,测量太空和大气层磁场中的温度、密度和活动。太阳与太阳风观察卫星探测仪很灵敏。它发现:太阳风的速度400千米/秒,时速达75万到150万千米。太阳风从太阳吹到地球只需5~6天的时间。

太阳与太阳风观察卫星是进入太空,离地球最远的卫星。它为科学家们提供了大量有关太阳活动的信息。天文学家预测太阳和太阳风的变化,可以更好地保护运行在地球轨道上的卫星及飞船,发现和预测地球的“感冒”、“咳嗽”,诊断地球是“受凉了”还是“中暑了”,为人们研究太阳和地球之间的关系提供了依据。

太阳与太阳风观察卫星名不虚传。它以3年的设计寿命,竟活了14年10个月又10天。如果按人类70岁寿命计算,太阳与太阳风观察卫星活了近350岁。2005年12月2日,太阳与太阳风观察卫星10周岁生日的时候,科学家将它拍摄的探测照片组合起来作为礼物,祝贺它的生日!

同位素成分高级探测卫星

利用自身的技术优势深入太空是科学卫星的一大特点。1997年8月25日,美国约翰·霍普金斯大学与美国国家航空航天局喷气推进实验室合作,发射了一颗同位素成分高级探测卫星。它用于大气元素与同位素成分对照探测,进行大气成分分析,研究行星和银河系的起源。

看一看银河系的神经,测一测太阳系的脉搏,听一听行星们的心跳,没有什么比太空更有魅力和神秘了。同位素成分高级探测卫星重785千克,功率44瓦;运行在距地球大约32.8万千米、倾角28.7°的L1拉格朗日点上;轨道周期1398小时,约58.25天;设计寿命至少到2024年。

同位素成分高级探测卫星有6个高分辨率敏感器和3个监测器:超低能量同位素光谱仪;太阳高能粒子电荷离子分析仪;太阳能同位素光谱仪;太阳风电子、质子和阿尔法监测器;电子、质子和阿尔法粒子监测器;磁强计等。

同位素成分高级探测卫星正潜伏在地球的远处,悄悄地静候来自太空的声音和动静。它耳聪眼亮,很自信,没有什么能逃过它的眼睛和耳朵。