探索宇宙的知識

拜訪我們的“鄰居”

水星的第一位“客人”“水手”10號是人類向水星派出的第一個觀察員,它是水星接待的第一位“客人”。

“水手”10號是八麵柱體,有2塊太陽電池板,重約525公斤,內裝電視攝像機、磁強計、粒子探測器、紅外和紫外攝譜儀等。

1973年11月3日,用“宇宙神一人馬座”運載火箭,從美國卡納維拉爾角發射。發射後運行距金星5300公裏處時,借助其引力場作用加速飛向水星,行程約3.8億公裏,於1974年3月29日與水星相遇,從距水星720公裏處飛過。此後,又兩次與水星相遇,一次是1974年9月22日,另一次是1975年3月16日。

“水手”10號不僅是人類向水星派出的第一個觀察員,而且還是航天史上第一個借用一個行星引力為動力而到達另一個行星的探測器。通過3次對水星的抵近勘察,獲取了大量的資料。水星是比木星或土星還要小的行星,那裏大氣稀薄,含有微量的氬、氖、氮等氣體。大氣壓很小,表麵溫度為90~570%;磁場微弱,約為地球的百分之一;水星表麵與月球表麵基本相似,有許多火山口。

金星首次探測“維納斯”是愛和美女神的名字。金星是人們最喜愛而又美麗的行星,因此西方人把金星叫做“維納斯”金星給人類留下了許許多多美麗的傳說,促使人類去探索去證實。世界進入60年代後,人們把探測的目標瞄準了金星。

1961年2月4日,前蘇聯在拜科努爾火箭發射場升空了第一顆重618.3公斤的金星無人探測器“巨人”號,很可惜失敗了。2月12日前蘇聯又發射了探測器“金星”1號。它重643.5公斤,備有2塊太陽能電池板和直徑2米折疊式拋物麵天線。5月19日至20日從距離金星10萬公裏的地方通過,由於無線電通信係統出現故障,又未能對金星進行考察。

1962年7月22日,美國將重200公斤的“水手”1號金星探測器,從卡納維拉爾角用“阿特打斯一阿吉納”B火箭發射,因火箭的電子計算機程序出現故障,造成了火箭的控製係統失靈,使發射失敗。一個月後,美國又發射了“水手”2號,順利地進入金星軌道,於1962年12月14日從距離金星34752公裏的地方通過,此時“水手”2號距地球5’760萬公裏,由於無線電通信正常, “水手”2號上的紅外探測器等科學儀器把金星表麵的溫度(427'E)和所得的其他數據準確地傳送回地麵,創造了航天史上又一奇跡。

“水手”號探測器,是美國行星和行星際探測器係列。從1962年7月至1973年11月共發射10個,其中3個飛向金星,2個成功;6個飛向火星,4個成功;另一個是對金星和水星進行雙星觀測,成為第一個雙星觀測器。

拜訪金星1965年11月16日,前蘇聯在拜科努爾發射場上空送走一個“客人”——“金星”3號無人探測器,它是投入“維納斯”——金星懷抱的第一個使者,不僅如此,它還是人類曆史上第一次由地球到達另一個行星的人造物體。

“金星”3號,重960公斤,本體高3.5米、直徑1.1米,探測器裏安有一個直徑達90厘米的著陸艙。著陸艙內裝有一麵印著前蘇聯國徽的錦旗和一個直徑為7厘米雕刻著地球大陸的地球儀。如果金星表麵有高等生物,它們獲得地球儀,就知道探測器來自地球,這是前蘇聯科學工作者的設想。

“金星”3號發射後,運行105天,於1966年3月1日到達金星表麵。遺憾的是該探測器通信係統在著陸之前失靈,所觀測的數據未能送回地麵。

此後前蘇聯又陸續向金星發射了7顆無人探測器,尤其是“金星”5號和7號軟著陸在金星表麵,進行了實地勘察,金星之謎揭開了,人們開始了解“維納斯”的麵容。

人造金星衛星為了真正弄清“維納斯”——金星的真麵目,前蘇聯從1961年先後發射了8顆探測器。1975年6月8日,又發射了第9顆探測器“金星”9號。1975年10月22日,即發射後的第106天,著陸艙軟著陸在金星表麵,軌道艙則繼續繞金星飛行,該軌道艙即成了航天史上第一顆人造金星衛星,它也是世界上第一顆人造行星衛星。由於金星大氣十分稠密而且被電離了,原來拍攝的照片隻能看到一片雲,因此它又成了掀開“維納斯”的麵紗,拍攝“維納斯”真正“臉龐”照片的航天器。

“金星”9號軌道艙,可對金星進行自行觀測,又能作為無線電中繼站,把著陸艙在金星表麵拍攝的金星照片以及測得的風速、壓力、溫度、太陽輻射量、大氣層密度及成分等數據及時轉發給地球。 “金星”9號的最大功績在於幫助人類第一次弄清了一些“金星”之謎。

“麥哲倫”號金星探測器麥哲倫是葡萄牙的航海者。16世紀20年代初,他率領船隊完成了首次環繞地球的航行。

1989年5月5日, “麥哲倫”號金星探測器,由美國航天飛機“阿特蘭蒂斯”號攜上太空。它是美國l 1年來發射的第一個從事星際考察的探測器,也是從航天飛機上發射的第一個擔負這種任務的探測器。

“麥哲倫”號探測器將在太空遊戈15個月,行程約13億公裏,計劃1990年8月飛入金星引力圈內,最後點燃火箭發動機,進入一條周期約為3小時的繞金星軌道。

“麥哲倫”號探測器的主要使命是:了解金星的地質情況,如表麵構造,電特性等。研究火山和地殼構造以及形成金星表麵特性的原因;了解金星的物理學特性,如密度分布和金星內部的力學特性等。

“麥哲倫”號探測器上采用了先進的合成孑L徑雷達,對金星進行探測,並繪製金星圖像。

1990年8月10日, “麥哲倫”號探測器順利到達金星。8月16日,探測器上的合成孔徑雷達開始對金星表麵進行探測,雖然隻獲得金星表麵的一小部分資料,但圖像非常清晰,可以清楚地辨認出斷層、火山熔岩流、火山口、高山、峽穀和隕石坑。 “先驅者金星”號探測器發現金星上可能曾經有過水, “麥哲倫”號將要“看看”金星上是否有河床和海灘等。

在西方被稱作女神維納斯的金星,總被濃雲密霧包圍著。讓“麥哲倫”號透過濃雲密霧,早日揭開金星的麵紗。

人類將登上火星探索火星是人類長期的宿願,隨著航天技術的發展,人類登上火星已不是遙遠的夢想,再過一二十年之後即可實現。如果用航天飛機從地球飛抵火星,需要6個月左右。登陸後,宇航員將按計劃在那裏逗留5年,為適應長時間飛行中失重的麻煩和火星上缺氧環境,一些國家正在訓練一批15歲的男女少年,作為未來登陸火星的人選,詞時開始研製一艘可載30名宇航員的航天飛機或飛船,作為將來飛往火星之用。

美國和前蘇聯科學家提出用最新的航天技術登陸火星。這個計劃是由美國斯坦福大學4名教授和前蘇聯的5名高級工程師提出的,他們計劃的首支遠征隊由3男3女組成。遠征隊將用9個月的時間由地球飛往火星,並在火星工作1年,然後再用9個月的時間飛回地球。遠征隊所需要的部分工具,在他們到達火星之前將發射到火星上。

早在1975年,美國發射的“海盜”號宇宙飛船的觀測表明,火星曾存在過可觀的大氣及激流。然而,就人們所知,如今這個紅色行星一滴水也沒有,甚至大氣也基本消失。是什麽原因使火星成了今天這樣貧瘠、寒冷又無。生命的星球?雖然有很多的理論做了解釋,但缺乏確切證實資料。

火星本身是令人神往的,其魅力就是可以讓人類居住在那裏,領略太空生活的奧秘。

火星生命之謎火星是太陽係中的第4顆行星,也是我們地球的鄰居。火星上有沒有生命一直是科學家們多年來爭論不休的問題。大多數科學家持否定態度,認為在火星上不可能存在生命,那怕是極小的微生物,但有一些科學家堅持認為,火星上可能存在生命現象。

1976年7月20日在火星表麵軟著陸的美國“海盜”l號探測器,攜帶一台用來進行生物實驗的儀器。這台儀器把一種化學藥品注入到火星表麵9個地點的土壤中,然後檢測土壤中有關的生命信號。如果土壤中存在著微生物,它們“吃掉”化學藥品後,會釋放氣體。由於儀器的靈敏度很高,很容易測到這種氣體。果然,這台儀器探測到了微生物“打嗝”聲,因此,一些科學家認為火星上可能存在著生命。

為了進一步證實,又做了另一次實驗:把每一份土壤加熱到可能不會破壞化合物的溫度,然後,再向每一份土壤注入同樣的化學藥品後。實驗結果沒有氣體產生,這說明微生物死亡了。

許多科學家對這些實驗提出異議,但10多年來少數科學家仍然堅持認為火星上有生命,並一再建議美國宇航局再次向火星發射探測器,進一步探明火星上有無生命存在。他們認為,如果火星上確實存在生命,且發現火星上和地球上的生命之間毫無聯係,那就有巨大的科學價值,就可以證實,生命曾不止一次產生過。

近幾年來,少數科學家的發現和見解引起許多科學家的興趣和重視,美國和前蘇聯都在計劃實施各自的火星探測計劃。隨著探測火星計劃的實施,人們拭目以待,弄清火星上到底有沒有生命的日子,不會太長遠了。

“伽利略”飛向木星在古代,我們的祖先發現,在太空的億萬顆星辰中,有5顆特別明亮的星星穿行其間。這就是水星、金星、火星、木星和土星,而木星的亮度僅次於金星,名列第二。在太陽係的九大行星中,無論從體積或質量上衡量,木星都是排行第一。

為揭開木星的奧秘,1989年10月18日,美國“阿特蘭蒂斯”號航天飛機發射了考察木星的“伽利略”號探測器。

從70年代初至今,人們孜孜不倦,試圖揭示木星的秘密,先後發射了“先驅者”10號、“先驅者”11號、“旅行者”1號和“旅行者”2號等探測器訪問過木星和它的衛星,人們逐漸揭開了被色彩斑斕的濃密雲層籠罩著的木星的奧秘,使人們對木星有了初步了解。

考察發現,木星有一個由大量的黑色碎石塊組成的寬大光環,光環的寬度達數千公裏,厚度為30公裏,組成光環的黑色碎石塊大小不等,大的有數百米,小的有數十米。最令科學家驚異的是,木星的衛星——木衛,上麵至少有6座活火山,它以每小時1600公裏的速度向外噴發灼熱的氣體和固體物質,噴發物的高度達480公裏,其噴發的強度比地球上的火山大得多。

木星的衛星有多少?過去說法不一。經考察,迄今為止,發現木星有4顆大衛星和12顆小衛星,木星和它的衛星係統很像一個小型的太陽係。

“伽利略”號將圍繞木星飛行11圈,進行曆時兩年的考察,它將依次考察木星的4個大衛星木衛一、木衛二、木衛三和木衛四。它攜帶的照相機比“旅行者”號上的照相機靈敏度高100倍,加上考察時它靠近木星衛星的距離比“旅行者”號近,因此, “伽利略”號會將滿載而歸。

土星迎來的“客人”美國“先驅者”1 1號,是航天史上第一個對土星探測的衛星,它是土星接待的第一位“客人”。

“先驅者”1l號,於1973年4月5日發射升空,1974年12月5日從距離木星41000公裏的地方通過,首先完成了對木星的探測。然後奔往土星,於1979年9月1日在距離土星21400公裏處掠過,拍攝了土星本體、光環和士衛6等衛星的照片。它發現了土星的第6和第7兩個光環、土星的新衛星——土衛11,並發現土星有磁場、磁層和輻射帶。

“先驅者”1l號探測器內攜帶有1塊表明人類在宇宙中地位和文明現狀的長22.5厘米、寬15厘米的鍍金鋁質問候“名片”。“名片”的圖案上有**,他們為地球人,男人舉起右手表示向“太空人”致意;人像背後為按比例繪製的“先驅者”號外形,以示人體的大小,下麵10個圓圈表示太陽係,從左邊數最大的是太陽,第四個為地球,從其出發的曲線表示該探測器的航跡;左中部的輻射狀符號表示地球人認識的物理學和天文學;左上部的兩個符號表示地球上第一號元素氫分子結構。

衛星上還帶有兩個鋁製盒,在盒內裝有反映人類存在信息的鍍金銅質唱片及一枚金剛石唱針。它在宇宙真空中可完好保存10億年以上。唱片依次錄製有:116幅照片和圖表,介紹了地球上數學、物理學、生物學和地質學等發展狀況,各國的風土人情、人類智慧與勞動的重大成就、太陽係的概況及在銀河係中的位置、象征生命的脫氧核糖核酸和染色體以及人類的生育情形,其中還有中國人午餐的場麵和長城的雄姿;包括廣東話在內的60種語言的問候語和聯合國前秘書長瓦爾德海姆的講話;地球演化的介紹,其中包括刮風、下雨、打雷、海浪衝擊和火山爆發的聲音以及各種蟲、鳥、獸等的叫聲;地球上不同時代、民族、地區的27首典型代表名樂曲,其中有中國的古琴曲——高山流水。

“旅行者”2號采訪天王星太陽係九大行星中,天王星地處太陽係的邊遠地帶,距地球約28億公裏,相當於地球到土星距離的兩倍。它像地球一樣有公轉和自轉,不過由於距太陽太遠,繞太陽公轉一周長達84年之久。

天王星是個龐然大物,它的體積比地球大64倍,質量約為地球的15倍,其大氣主要成份是氫和氦。

人類的使者——“旅行者”2號,以每秒18公裏的速度向天王星進發。1986年1月24日,在距天王星表麵隻有107080公裏處掠過,用它攜帶的各種現代化科學探測手段,對這顆奇特的大行星進行人類有史以來首次近距離考察,拍攝它多姿多彩的“身姿”及“麵容”,並將拍攝的照片及其他信息通過無線電波及時發回地球。經過2小時45分鍾後,這些電波穿越浩瀚的宇宙深空到達地球,由地麵的64米大型拋物麵天線接收並送人計算機處理。科學家們利用大型計算機進行一係列分析計算,就可以揭開這顆至今了解甚少的行星的真實麵目,也為探索太陽係的起源和進化問題提供重要的證據。

“旅行者”2號是何物呢?它是一艘攜帶各種科學儀器的飛船,重量為820公斤,外形為16麵體,中央有一個存放燃料的球形箱體,四周安裝各種無線電設備,如直徑為3.7米的拋物麵天線等。

“旅行者”2號飛船攜帶12種科學儀器,以及“地球之音”——向外星人的問候語和反映地球人類文明的照片。這些科學儀器可分為三大類,一是攝像設備,用於拍攝天王星的各種圖像;二是空間環境探測設備,用於探測宇宙射線、宇宙粒子、磁場等;三是射電天文接收機,用於探測大氣層和電離層的特性等。

“旅行者”2號不負眾望,將豐碩成果送到人間。

“旅行者”2號發現,天王星大氣中氦的含量為10%~15%,其餘是氫。大氣中有風暴雲,但沒有大氣漩渦。高層大氣的溫度很高,在南極上空達1800℃,而北極達2400℃,真令人驚訝!

“旅行者”2號還發現天王星有10顆衛星,但它們都比較小。這樣,天王星就有15顆衛星了。

地麵觀測發現天王星有9條環。 “旅行者”2號發現它至少有20條環。這些環由冰塊組成,個別的為碎石塊組成。

“旅行者”2號傳回的資料很多。這些資料將幫助人們了解天王星的奧秘。

如今, “旅行者”2號攜帶著“地球之音”,離開太陽係,飛向茫茫的宇宙。

“旅行者”訪問海王星1989年8月25日,億萬觀眾興高采烈地從電視裏欣賞了“旅行者”發回的神秘太空壯景。

“旅行者”是美國行星和行星標探測係統。 “旅行者”1號是1977年8月發射的,“旅行者”2號是1977年9月發射的,它們的任務是詳細觀測木星、木星衛星、土星、土星衛星和土星環。

“旅行者”2號經過12年的長途跋涉,到達它的最後一個探測目標,從距海王星4800多公裏的最近點飛過海王星,前後共發回6000多張照片。這是人類有史以來從最遠距離(與地球相距大約72億公裏),接收來自另一顆遙遠行星的照片。由於與地球的距離太遠,信號從海王星發回地球,以每秒30萬公裏的光速傳輸,也要花4小時零6分鍾的時間。這些信號到達地球時已經非常非常微弱,美國宇航局僅靠一座直徑60米的巨型天線無法接收到它的信號,需要把設在四大洲上的38座巨型天線連成一個超級天線陣,才能捕獲到它的微弱信號。這些信號經過計算機處理,轉換成圖像顯示在熒光屏上,人們才能觀看其壯景。

當“旅行者”2號抵達距海王星最近點之後4分鍾, “旅行者”2號將所拍圖像發回地球,地麵收到這些實拍圖像時正好是晚上9時的黃金時間,美國公共廣播電視網為了讓廣大觀眾目睹海王星的神秘世界,破天荒地轉播了“旅行者”2號從72億公裏之遙發回的一幅幅神奇的照片,270多萬電視觀眾坐在家裏欣賞了海王星及其8顆衛星和5條光環的生動畫麵。

整個實況轉播曆時7個小時,來自7個國家的130位科學家也同時在宇航局的熒光屏上收看了這一盛況。這是“旅行者”計劃12年來第一次向普通百姓實況轉播探測成果。

“旅行者”l號和2號探測器自1977年發射以來,先後探測了木星、土星、天王星和海王星,共發回10萬多張照片,研究和發射共耗資8.7億美元,但它們所獲得的成果卻是無價的。

明天,人們將看到和平開發太空的繁忙景象:一座座宏偉的太空城,聳立在九霄雲端,壯麗無比;航天飛機將頻頻起落,來往穿梭,把一批批科學技術人員和太空居民接來接去;各種物資會源源不斷運往太空城,又把太空城居民的勞動果實不斷運回地球。

這不是幻想,而是為時不遠的未來現實。

少年朋友,你們是21世紀太空的主人,以你們的智慧和勞動,去描繪壯麗無比的太空奇觀吧!