自然

  腾讯科技讯(编译/Everett)据国外媒体报道,美国宇航局目前已经初步拟定下一阶段空间探测的三个主要方向:对火星地表下以及内部结构进行深入勘察;研究土星的第六颗卫星(Titans)表面液态烃海洋;以前所未有的精度详细绘制彗核表面结构。NASA将在这三个项目中,选出一个作为2016年深空探测的主要方向。


美探测器登陆火星

  早在2010年7月,NASA和相关机构的科学家们审查了28份调查建议书,其中就包括这三个项目的调查。主要目的是初步弄清楚太阳系的形成以及动力学方面的演变过程。每个项目小组将获得300万美元进行概念性设计以及初步的研究分析,并在2012年进行初期审查,最终NASA将选择一个可操作性较强,具有一定探测意义的项目作为下一步的工作重点,包括发射探测器并进行行星表面登陆,经费预计4.25亿美元,不包括发射的费用。

  初步的天体勘察任务包括:行星物理监测站(GEMS),将研究火星内部结构和组成,进而对类地行星的形成以及演化有一个前瞻性的认识。泰坦表面探测器(TiME),将是第一个对地球以外天体进行“海洋”勘察的探测器,泰坦作为土星的第六颗卫星,表面覆盖着大量的液态烃,该探测器将漂浮在这个“海洋”上。彗星核结构勘察项目(CH),将在彗星表面进行多次着陆,研究彗星的演化以及观察其受太阳的影响。

  这三个探索方向将扩大对近地天体的研究范围。同时,伴随着这些项目的进展,相关技术也必须跟进:天体早期材料探测器(质谱仪),对彗星的化学成分进行精确测量,探索这些化学成分对地球是否构成影响(比如彗星是否将水带到地球上);利用掩星观测技术发现更多位于太阳系外围空间的各类天体,使我们对这片宇宙空间的认识有一个质的飞跃;开发新的望远镜,对近地天体的起源和演化进行研究,以及这些天体对地球究竟构成多大的影响,同时也将使用全新的红外测量技术,针对体积较小且飞行路径横贯地球轨道的小天体,精确绘制出近地天体目录表。全部项目管理则由马歇尔空间飞行中心负责,JPL实验室、史密森 天体物理中心等机构参与。

  美国宇航局局长博尔登认为:NASA的深空探测计划将在人类空间发展史上留下不平凡的一页,同时也将改写教科书。这些探测任务将极大地增加我们的知识,以及对自己所生存的星系的认识,这也将激励我们的下一代探索更浩淼的宇宙空间。

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火星地球物理监测站效果图


土卫六海洋探测器概念图

  美国国家航空航天局(NASA)本周宣布,将从3个项目中挑选出1个获胜项目,并提供除发射费用之外的最高4.25亿美元(约27亿人民币)资金。

  NASA列出的第一个项目是火星地球物理监测站(GEMS),该项目将有助于研究火星的内部结构。向火星发射的登陆设备将携带3个主要的仪器,可以测试火星的颤动、地震以及地热流。NASA表示,通过该任务科学家可以获得关于岩态行星构造的新信息。

  第二个项目叫做“彗星跳蚤”。它的作用就像其名字一样,可以很容易地在彗星上进行数次着陆,并观察当彗星与太阳互相影响时,彗星是如何变化的。先前已经有探测器访问过彗星,并用铜球撞击彗星然后进行了拍照,但“彗星跳蚤”项目将可以研究彗星的自然演化。

  最后一个项目是土卫六海洋探测器(TiME),它将漂浮在土卫六巨大的“海洋”上。如果成功发射,它将成为继“惠更斯”探测器后的第二个土卫六着陆器。它将深入研究由甲烷和乙烷构成的“海洋”,也可能会寻找任何以甲烷为食的生物。此外它还能解密土卫六内部是否有水。

  美国国家航空航天局表示,这些任务都是低成本高回报的。

  除了上面的3大项目外,美国国家航空航天局还会在下列3个项目中进行选择,以寻找更多彗星、深空小行星以及近地天体。

  按照喷气推进实验室的说法,NEOCam是一种安装在拉格朗日点的太空望远镜,可以寻找经过地球轨道的小型天体。而“原始材料探测器”可研究彗星成分,探究它们在为地球带来水以及其它成分上的作用。“深入太阳系外系统”则采用了一种新方法寻找遥远的天体。虽然这些都是处在规划中的相对较小任务,但所提出的技术都是非常先进的。

  据悉,这3项计划将会分别得到300万美元(约1950万人民币)的资金,以进行初步的设计及测试,美国国家航空航天局将在2012年对这3个项目进行再次评估,并最终选择一个。

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未来到火星探测可能得防核辐射

  距今1.8亿年前,火星上一声巨响,巨大的蘑菇云冲向天空,前所未有的核爆炸发生了。冲击波、热浪和核辐射席卷整个星球,摧毁了火星表面的所有生物。烟消云散之后,曾经生机勃勃的火星表面变成了一片巨大的荒漠。上述情节并非是科幻影片中的场景,而是俄罗斯太空轨道技术公司的研究人员约翰-布兰登伯格提出的火星核爆炸假说中的场景。

  核爆炸改变火星地貌

  布兰登伯格表示,火星上可能发生过的核爆炸完全改变了火星的地貌。火星现在是一个干旱的星球,这是因为在巨大核爆炸发生时,所有的水域在瞬间被蒸发,蒸汽被冲击波带出火星大气层,逸散在太空中。火星的大气层也为此变得稀薄。核爆炸的数万年之后,火星慢慢冰冷下来,一些尚未逸散的少量水汽则聚集在高纬度地球,并慢慢在火星的极地冷凝成为冰盖。


火星上可能发生过惊天核爆炸

  火星探测器拍摄的照片显示,在火星的荒凉沙漠表面,密布着大大小小的石块。传统的理论认为,这些石块是风蚀的结果。布兰登伯格表示,这些石块的分布十分密集,而且大小不一,形状很不规则,不像是自然条件下形成的,很像是爆炸的产物。在火星天然核爆炸发生时,一些巨大的岩石和山体也被冲击波撞成碎块,四处分散,造成了如今砾石遍布的火星景观。

  核爆炸还改变了火星的颜色。火星原本不是一个红色的星球,而也像地球一样是一个多彩的星球。而核爆炸将这些色彩都摧毁了,核爆炸产生的放射性物质分散到火星各地,至今还没有衰减完毕,依然有不少高强度射线发出。正是这些高强度的辐射,令从地球上观测到的火星呈现红色的面貌。而在传统的理论中,科学家认为火星的红色源自于火星土壤中高浓度的铁元素。

  火星核爆炸是天然发生的


火星上遍布的砾石可能是爆炸的产物

  布兰登伯格说,自己的火星核爆炸假说可能是错的,但是并非无稽之谈,因为已经有不少科学探测的证据可以支持他的假说。火星的伽马射线地图显示,火星上有几处巨大的红点,显示出那里可能有异乎寻常的辐射。那不可能是一种普通的辐射源,可能是1.8亿年前核爆炸残骸的聚集地。根据探测结果,这些残骸不是普通的放射性物质,而是铀、钍、钚等高辐射性核物质。

  我们知道,在地球上要发生核爆炸,需要提炼出高浓度的铀、钚等核物质。火星上那场巨大的核爆炸究竟是如何发生的呢?难道火星上也曾进化出可以制造核武器的智慧生物?布兰登伯格认为,火星上的那场核爆炸可能不是由武器引起的,而是自然发生的核爆炸。火星地壳深处可能埋藏着一些高浓度的铀、钍、钚等核物质,它们因地震、火山爆发等原因而相互撞击发生爆炸。


火星上的冰盖可能是核爆炸之后水汽冷凝而成

  根据布兰登伯格的假说,这起自然发生的摧毁火星表面所有生物的核爆炸威力惊人,相当于100万枚百万吨级氢弹。这次核爆炸发生的地点是火星北部的阿西达里亚海,至今那里还能探测到高强度的核辐射。布兰登伯格认为核爆炸可能不是一次,而是一次核爆炸发生后,产生了大量的中子穿透地壳,引发了火星地壳中的其他核物质,在极短的时间内发生了多次核爆炸。不过,若是那时有人在火星上空观测,就像是发生了一次核爆炸似的。火星上有许多直径几十公里的大坑(也就是环形山),传统的理论认为它们是陨石撞击形成的,而布兰登伯格认为部分大坑可能也是核爆炸的发生地。

  地球也可能发生天然核爆炸

  布兰登伯格的更加惊人之语是,所有星球都可能发生天然核爆炸,地球可能在今后某个时期也可能发生。在地球深处的某个角落,可能存在着高浓度的核物质,在条件合适的时候它们就会被引爆,引发巨大的全球性灾难。随着地质科学和核科学的发展,若是科学家能够找到这些高浓度的天然核物质,不但可以避免灾难的发生,而且可以变害为宝,利用这些核物质为人类发电。


火星上的一些大坑可能是核爆炸的发生地

  美国航空航天局火星计划的科学督导大卫-比迪表示,布兰登伯格的理论十分新颖有趣而且大胆,不过并非异想天开的谬论,因为毕竟他有一定的事实依据。若是要验证这个假说,就得规划探测器前往火星阿西达里亚海探索的任务。在以后的载人火星探测完成之后,这个假说是否正确就很好判断了。不过,这也为载人火星探测提了个醒,在宁可信其有、不可信其无的原则下,上火星一定要做好防核辐射的准备。(腾月)

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如图,这是美国宇航局广域红外巡天探测器观测的拉姆达猎户座邻近的巨大星云
 

   同时,这是美国宇航局在绘制整个天空图像任务中首次发布由广域红外巡天探测器拍摄过半的太空图像,此次共发布270多万张图像。
 

  广域红外巡天探测器于2009年12月发射,在今年2月份关闭之前对太空进行了14个月的红外线扫描。这颗投资3.2亿美元的探测器负责搜寻小行星和彗星,以及通过昏暗光线寻找遥远的宇宙天体目标。
 

  广域红外巡天探测器的红外观测仪器尤为适用于探测密集的宇宙灰尘层,可拍摄到之前未观测到天体的详细状况。
 

  自该探测器发射以来,其观测数据就被天文学家广泛使用,但这是首次广域红外巡天探测器的大量观测数据进行公布,研究人员期望进一步研究分析这些图像,从而展开新一波的天文科学探索。
 

  加州大学洛杉矶分校首席调查员爱德华-怀特(Edward Wright)说:“目前自该图像数据发布以来,数千位研究人员对广域红外巡天探测器数据进行了关注,我期待着更多的惊喜!”
 

  虽然广域红外巡天探测器在极地轨道中运行,但它能拍摄到遥远星系和邻近小行星。在其服役期内,该探测器以4种不同波长光线对整个天空扫描了一次之后,又覆盖了近半的天空区域。
 

  广域红外巡天探测器发现20颗新彗星,在火星和木星之间发现33000颗以上的小行星,以及133颗近地天体(NEOs)。近地天体是指与地球距离在4500万公里之内的天体目标。
 

  美国宇航局官员称,此次发布的太空图像中有57%源自广域红外巡天探测器,这些图片将于2012年春季在网站上全部公布。
 

  美国宇航局喷气推进实验室广域红外巡天探测器项目主管刘锋川(音译)说:“我们欣喜地发现这一初始天文数据中包含着数百万新发现的天文目标,但该任务并未终止,这是今年天文勘测的一个真实宝藏。该探测器在整个天空中勘测更多的天体,使天文学家能更深入地洞悉宇宙状况。”(悠悠/编译)

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信使号探测器在水星轨道工作的示意图

  格林尼治时间3月18日00:45(北京时间8:45),美国宇航局的“信使”号探测器开始实施一系列水星轨道制动动作,并于美国东部时间3月17日21:00(北京时间3月18日10:00)左右顺利进入水星轨道。这是人类航天史上首次成功将一颗探测器送入水星轨道。信使号(MESSENGER),是“MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging”的缩写,意为:“水星地表,空间环境,地质化学和全向遥测”。

  美国宇航局局长查尔斯·博尔顿(Charles Bolden)说:“这项任务将在接下来的一年时间内继续带给我们有关水星的最新数据。”他正在位于马里兰州约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的“信使号”飞船控制中心内。此时,工程师们正忙着接收探测器发回的测控数据,以便确认探测器确实已经正确入轨。他说:“美国宇航局的探测计划正在不断改写着我们的教科书。而信使号计划正是我们不断努力扩展人类知识边疆的最好例证。”

  美国东部时间21:10(北京时间18日10:10),控制中心的工程师们在紧张等待后终于收到了期盼已久的测控信号,这个信号表明飞船已经按照既定程序关闭了反冲发动机,探测器已经顺利进入环绕水星的轨道,但工程师们仍然需要等待探测器发回更多的精确数据。10:45,信使号的高增益天线指向地球并开始传送数据。经过分析之后,地面控制工程师们正式宣布,信使号探测器已经成功完成轨道制动,并顺利进入了水星轨道,没有发现异常。

  在制动过程中,信使号的主发动机点火约15分钟,将飞船减速,从而被水星引力捕获,进入轨道。这一动作发生在距离地球约9600万英里(约合1.54亿公里)外的深空。

  “自从差不多6年半之前信使号发射升空以来,这次是最大的一个里程碑,”彼得·巴德尼(Peter Bedini)说。他来自应用物理实验室,是信使号的项目经理。他说:“这一成就是各位项目组成员辛勤努力的结果,导航控制、飞行引导和其他各小组的成员都非常了不起,正是他们确保了探测器能长途跋涉49亿英里(78.86亿公里)并安全抵达水星。”

  在接下来的数周内,应用物理实验室的工程师们将努力确保飞船各系统在水星附近的严酷环境中保持良好的工作状态。3月23日,飞船上的各种仪器将开机接受检查,随后到4月4日,信使号探测器将正式展开科学探测工作。

  “尽管距离地球并不是很远,但在过去的数十年间水星探测一直是一片空白,“西恩·所罗门(SeanSolomon)说,他来自华盛顿卡内基研究院,是信使号项目的首席科学家。“这是历史上第一次,我们将一座天文台设置在了太阳系最内侧一颗大行星的轨道上。我们将努力揭示水星的秘密,有关它的最新数据将帮助我们更好的理解类地行星的形成和演化机理。”

  人类上一次探测水星,也是唯一的一次探测器考察行动是在1974年,当时美国的“水手10号”探测器近距离飞越了水星上空,但是由于技术原因无法进入轨道。

  约翰·霍普金斯大学应用物理实验室(APL)设计并制造了信使号飞船。受美国宇航局科学任务董事会的委托,该实验室也负责飞船的运行和管理。(晨风)

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  新华网东京3月13日电(记者 蓝建中)日本宇宙航空研究开发机构研究人员日前在于美国得克萨斯州伍德兰兹举行的“第42届月球与行星科学大会”上宣布,他们确认日本“隼鸟”号小行星探测器从“丝川”小行星带回的岩石微粒与落在地球的一些陨石具有类似特征。

  日本宇宙航空研究开发机构研究人员与美国研究人员合作,对“隼鸟”号探测器密封舱回收容器内比较大的52颗岩石微粒进行了研究,这些微粒直径在0.03毫米至0.1毫米。研究人员分析了微粒含有的矿物质、元素组成以及立体结构。

  研究人员确认,这些岩石微粒与普通球粒陨石具有类似特征,后者是迄今找到的地球陨石中为数最多的,约占87%。他们还确认,这些岩石微粒存在被宇宙射线照射等“太空风化”的痕迹,不过其“太空风化”的程度比月球表面的岩石要低。研究人员没有在微粒中发现与生命起源有关的有机物质。

  “隼鸟”号探测器从“丝川”小行星带回的岩石微粒是人类首次获得的小行星物质,今年1月下旬在日本开始的微粒分析研究受到全世界关注。

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  新华网北京3月13日电 中国知名科幻作家刘慈欣在接受新华社记者专访时建议,在“十二五”时期中国应该针对外星生命开展一些相关研究。

  “科学技术不断发展,人类随时都有可能发现外星生命。而在‘十二五’期间,世界最大的射电望远镜将在贵州建成,这一计划的实施大大增加了发现外星生命的可能性,也使相关的研究显得更有必要。”刘慈欣说。

  投资7.3亿元、世界迄今最大单口径射电望远镜FAST工程,2008年12月在贵州省平塘县一片名为“大窝凼”的喀斯特洼地中正式启动,预计工期5年半。

  FAST作为一个多学科基础研究平台,不仅有能力将中性氢观测延伸至宇宙边缘,观测暗物质和暗能量,精确测定黑洞质量等,还可用于搜寻识别可能的星际通讯信号,寻找地外文明。

  “射电望远镜建成的一天,我们应该仅仅是倾听宇宙,还是向外星发射信号?如果真的发现了外星文明,我们该怎么办?”刘慈欣说。

  刘慈欣建议,“十二五”期间应该在学科研究上开辟这样一个领域:外星生命探测。这一科研项目应是天文学、生命科学、社会学、国际政治等多学科的联合研究。“虽然目前还没有必要建立独立学科和进行大的资金投入,但至少应该有一个起步,建立这个领域初步的研究课题或项目。”他说。

  除了外星生命探测的基本问题外,课题研究还应包括社会学和对策方面的内容:如探测外星文明的基本原则——是监听型探测,还是发射型探测?是否允许向太空进行携带人类和太阳系信息的超大功率发射?研究应侧重于后者的副作用,以及针对副作用的相应对策。

  他说,“十二五”期间,空间探测等“不直接与经济挂钩”的科学研究更加凸显,这些项目的实施能促使国民对科学的心态发生进步,使大众从全人类的角度来看待科学研究。

  “作为科幻作者,我期盼着看到中国人能把自己的目光从日常事务中拔出来,望向太空,哪怕只是一小会儿。有时候,这可能是一件很现实的事。”刘慈欣说。

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全国政协委员、神舟飞船原总设计师戚发轫在接受新华社记者专访时透露,2011年中国将完成20多次宇航发射任务,相比去年的15次有所提高;去年中国有近20颗不同类型和功能的卫星上天,今年将会更多。
2011年是“十二五”开局之年。载人航天方面,中国将在下半年发射首个目标飞行器“天宫一号”、神州八号飞船,并在年内完成第一次无人交会对接试验;行星际探测方面,今年11月,中国首个火星探测器“萤火一号”将搭载俄罗斯运载火箭升空。
谈及未来五年中国航天事业发展愿景,戚发轫告诉新华社记者,中国将大力提高空间探测能力、对地观测能力、信息利用能力,在空间科技和应用方面取得原创性突破。中国航天系统将在2020年前完成月球探测、火星探测任务,并建立高分辨率的对地观测系统,完成覆盖全球的导航系统。
不过,他也坦承,中国航天数量、规模一流,但技术、创新能力与国家需求还有一定差距。“中国要掌握未来太空资源的话语权,从航天大国变为航天强国,就要大力发展航天事业,增强进入太空、利用太空、控制太空的能力”。
戚发轫还强调,载人航天是人类和平利用空间的重要平台,中国发展空间技术,是为了有效和平利用空间资源。“中国将进一步强化载人航天领域的国际合作,未来中国空间站将会向国外的航天员、科学家开放”。
戚发轫是中国工程院院士、国际宇航科学院院士,曾担任中国载人航天工程载人飞船系统总设计师。
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全国政协委员、中国空间技术研究院空间科学与深空探测首席专家叶培建3月2日接受新华社记者专访时透露,嫦娥三号将在世界上首次实现“窥探”月球内部工作。
叶培建告诉记者,由中国自行设计研制的“中华牌”月球车,2013年将乘坐嫦娥三号的着陆器与月球亲密接触。
他说,“中华牌”月球车目前进展良好。月球车安装了雷达装置,可以探测到距离月球表面几百米的深处,在行走的过程中同时探测月球一定深度内部的结构。
月球车是一种能够在月球表面移动,并完成探测、采集和分析样品等复杂任务的机器人。
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  我国首个火星探测器发射时间确定

  昨日记者从中国空间技术研究院获悉,我国首个火星探测器“萤火一号”,将于今年11月上旬发射升空。

  中国空间技术研究院相关人士表示,经过中俄两国科学家共同研究,今年11月是发射火星探测器的最佳窗口时间。经过两国协调,如果没有突发情况,最终发射时间将定于11月上旬。

  该人士介绍,“萤火一号”将和俄罗斯的“福布斯—土壤”卫星一起,搭乘“天顶”号运载火箭从拜科努尔航天中心发射升空。

  “萤火一号”原计划于2009年10月随俄罗斯的卫星升空,后因故推迟发射。据了解,11月份的发射,“萤火一号”将由俄方运载火箭发射,并被送入火星椭圆轨道。

  在轨运行期间,“萤火一号”将展开对火星空间环境、太阳风与火星磁场关系等领域的探测工作。

  此外,两国的探测器还将联合对火星大气层进行透视,绘制大气层中水汽和温度的垂直分布图。

  中国空间技术研究院相关专家告诉本报记者,除了与俄罗斯的合作项目以外,中国自主探测火星的行动已经开始,相关项目今年即有可能立项成功。

  □新闻链接“萤火一号”能用两年

  “萤火一号”的个头儿小,只有110公斤,算得上是火星探测器家族中的“轻骑兵”,它主体部分长75厘米,宽75厘米,高60厘米,将携带照相机、磁强计等八件武器。它的使用寿命为两年。

  “萤火一号”的两侧共有6块太阳能帆板。如此小巧玲珑的身体上却长出三对大“翅膀”,只因火星上太阳光照强度只有地球的一半左右,帆板要够大才能给机器提供充足的能量。 据《法制晚报》

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