人与自然 系列丛书-第77章
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并把它们一一定了名。
这好像我们地球上的各个国家,不同的是天上的“国家”被称为星座。在地球上,虽然国家很多,可大面积的海洋和两极地区并不属于哪个国家,而天上所有星空都被所划分的88个星座“瓜分”干净了。
一个星座中有的几颗亮星,有的有十几颗甚至更多的亮星,如何区别它们呢?人们按照每个星座内星星的亮度,以希腊字母作为代号,如熊a、仙王座β等。当24个希腊字母用完一遍后,就用拉丁字母或数字表示,如天琴座17、天鹅座61等。许多著名亮星还有专门的名字,如天琴座a星又叫织女星。
什么是光年
我们日常测量距离的单位,小的可用毫米、厘米、米,大的可以用公里。
但把这些长度单位用到天文上,真可谓“海水用斗量”,太不合适了。例如离我们最近的天体——月亮距地球有300,000公里,太阳和我们相距150,000,000公里。但这比起地球与恒星间,或者恒星与恒星间的距离又太小太小了,所以天文学家又制造了一把“量天尺”——光年。
光是跑得最快的物质,它每秒能跑300,000公里,也就是说光从地球到月球只需1秒钟。从地球到太阳,每小时飞行1000公里的飞机要花17年多的时间,而光只需8分半钟便可到达。光年是光在一年时间内所走的距离,一光年等于9。46万亿公里!读者您别以为这个单位太大了,要知道除太阳外,离太阳最近的恒星,距我们4。22光年呢!遥远的天体距我们有几十万、上百万光年远呢!
人造卫星
人造卫星是现代高科技的重要标志之一。它是根据我们人类的要求制造的一个极其复杂的系统。卫星上有上百台仪器设备和错综复杂的电缆网,靠运载火箭发射进入太空,按一定轨道围绕地球旋转。根据人造卫星发射的目的和用途,可以把它们分成许多种,通讯卫星是其中的一种。世界上第一颗地球同步通讯卫星的名字叫“辛康…3号”,是在1964年8月19日上天的,它成功地转播了日本东京奥运会。通信卫星使人们足不出户便知天下事。每天,国际国内发生的任何重大事情,不论它是在千里、万里之外,你都可从每晚的新闻电视报道中获悉。
一台精彩的艺术演出,一场激动人心的音乐会,不论它来自哪个国家或哪个民族、哪个地域,你都可从卫星电视转播中得到充分的听觉和视觉上的艺术享受。
重大国际体育比赛、奥林匹克运动会,卫星的实况电视转播,会让你身临其境,有一种参与的感觉。当足球场上双方队员奋力奔跑、传球、抢球时,你的心跳会加剧起来,好像你也是一个参加者。
对于那些关心商业信息、股票交易行情的人们来说,通信卫星快速传播的信息,能帮助他们及时了解行情动态,有利于作出交易上的决断。
据估计,到2000年有150颗大型通信卫星挤入同步轨道,到那时,同步轨道上大有“星”满为患之忧。
天气预报和我们的日常生活息息相关,而现在的天气预报完全离不开气象卫星的帮忙。1960年4月1日,美国发射了世界上第一颗气象卫星“泰罗斯1号”,气象卫星也是一种人造地球卫星,它的主要任务是收集地球表面的气象资料。电视里“气象预报”节目中的云图就是它提供的。目前,全世界已建立了统一的气象卫星系统。它是由五颗地球同步气象卫星和两颗太阳同步气象卫星组成。有了这个系统,世界各地随时随地都能准确收到气象预报,这给人类的生产和生活带来了极大的方便。
1972年月23日第一颗地球资源卫星上天,它经过地球南北两极上空,每天绕地球14圈,轨道每天向西移动160千米,反复地对地球资料扫描摄像,20年来,一颗又一颗地球资源卫星已经发现了美国阿拉斯加的油田,巴基斯坦的铜矿,玻利维亚的锂矿,夏威夷近海的淡水源。现在已有20多个国家建设了地面站,直接接收从卫星发回的资料。人造卫星还有天文卫星、商业卫星、导航卫星等等。这些“星星”布满地球上空,为地球增添了无限光彩。
太空站
太空站像人造卫星一样,是由运载火箭送上太空,在距离地球大约500千米的低轨道上运转。太空站采用框架状结构,把许多太空舱像搭积木一样,结合在一起,可以越搭越大。它的风翼是太阳电池板,通过接收太阳能,转化成太空站工作所需的能源。
太空站有什么用?太空站的用处可大了,它是观测地球和观测天文的最佳场所。太空站上有暴露在空间的平台,平台上安放各种观测仪器,通过无线电遥控来观测地球大气和海水的对流状况,收集有关气象、板块运动、火山爆发的资料。由于在太空不受大气影响,可以直接观测遥远的星系、太阳系内各行星和太阳、月亮等,可以进行太空科学实验,目前开展的是材料实验和生命科学实验。在地球表面,两种材料混合成合金时,重力会使较重的材料下沉,较轻的材料上浮,因此,无法制成真正的均质合金,但在太空站上可以。因为,太空站是在几乎真空的太空中,不存在地球的引力,金属的重量都等于零,这样,就可以制成十分均匀的真正合金。太空站还可以当作宇宙开发的基地,回收燃料用完的人造卫星,修复偏离轨道的人造卫星。最后,太空站还可以成为人类前往月球、火星和星际旅行的中转站。
哈勃太空望远镜
人类有一双明亮的眼睛,可是眼睛看到的东西,最远也不过1千米。
1609年,伽利略发明了一架望远镜,可把物体放大1千倍,人们用它可以看到月亮上的陨石坑。从此,人类有了“千里眼”。
而从1990年4月24日开始,在距离地球约610千米的轨道上,有一架围绕地球旋转的太空望远镜。人们为了纪念美国天文学家爱德华·哈勃,把它命名为哈勃望远镜。它的观测距离可达150亿光年,是赫尔望远镜的7到10倍,观测范围比赫尔望远镜扩大350倍。如果把哈勃望远镜安装在美国华盛顿,远在350千米外纽约自由女神头上的一枚硬币,也能看得清清楚楚。
这才是真正的“目光远大”!?
哈勃望远镜是巨大的光学望远镜,样子像个圆筒,全长约13。3米、宽4。3米,总重量12。5吨。它由天线、主镜、副镜、护镜头的盖子、各种科学观测仪器和太阳能电池板等组成。
哈勃望远镜的“心脏”是两面镜子:主镜和副镜。主镜直径2。4米,副镜直径0。3米。铸造和打磨这两面镜子,前后用了五年的时间。这是为什么呢?由于“哈勃”环绕地球飞行,有时受到太阳的照射,会热得像发烧一样,有时绕到地球的背后,照不到太阳,会冷得直哆嗦,就像我们得了疟疾打摆子一样。在这种环境下,我们就得想法保护“哈勃”的心脏不受损害。科学家们使用了一种不受温度变化影响的玻璃做镜坯,镜坯中间镂空成蜂窝状,使得镜子90%是空气。在镜坯表面再镀百万分之六厘米厚的铝,镀了铝层的镜面能反射可见光,然后,在铝层外面再镀上一层厚百万分之二厘米的氟化镁。这样,“哈勃”的心脏才能保证正常跳动。
哈勃太空望远镜是怎样工作呢?星体发出的各种电磁波由望远镜的前端开口进入,由主镜反射到副镜,然后,再由副镜把电磁波通过两块主镜之间留出的空洞,投射到主镜后面的科学仪器上。这些科学仪器主要是各种用途的照相机。
哈勃太空望远镜在1990年4月24日,由美国“发现号”航天飞机携带升空。它在太空中的运行,主要由装在镜内的电脑和地面指挥中心控制。它的维修、检修主要由航天飞机负责。
预计哈勃望远镜能在太空中工作15年。在15年里,它会慢慢地从轨道上掉向地面。因此,每隔五年,必须派航天飞机到太空中把它拉回到原来的轨道上去。
宇宙空间中的星体,会释放出各种电磁波。但是,这些电磁波经过地球大气层时,大部分被吸收了,只有少量能抵达地面上的望远镜内。哈勃太空望远镜是运行在大气层外的太空里,它能观测到没有被大气层吸收或干扰的星体图像。它在升空约1个月后,传回了第一张照片。这张照片证明,用地面望远镜看到的一条拉长的光线,原来是两颗星。
月球之谜 月球从何而来
到目前为止,关于月球的起源,一直是科学家争论的热点。可100多年过去了,科学界的争论不但没有统一,反而分歧越来越大。1969年,“阿波罗”登月计划不但没有带回科学家们预期的答案,而是带回比登月以前多出不知多少倍的新疑问。关于月球的起源问题,目前一共提出三种假说:一、捕获说;二、同源说;三、地球分裂说。所谓的捕获说是指月球是地球引力从空中抓过来的。持这一假说的人们认为,月球原来是太阳系或宇宙中一颗自由自在的行星,当这颗冒失的行星闯到地球引力范围之内时,立即被地球不客气地把它强行留在轨道上,成了地球的卫星。但是,这一假说从天体力学的角度来讲,有许多致命的弱点,同时在统计学上也是站不住脚的。难怪不少天体物理学家和天体力学家认为:地球捕获月球作为卫星的可能极小,甚至完全“无此可能”。
地球有能力把月球“抓”过来吗?好像不太可能。月球的直径是地球的1/4,这么巨大的卫星在我们所知的宇宙中还是绝无仅有。太阳系最大的卫星除月球外是木星——木卫3号,但它的直径也只是木星的1/27。要想在宇宙中抓住这样大的卫星,地球显然有点力不从心。另一方面,月球虽然在地球轨道上,但它离地球又太远了,在现在月球这个位置,实际上地球对它的引力影响远远没有太阳对它的引力影响大,单从引力的角度说,月球被太阳吸引过去的�