天文学论文 - 论文联盟-南大CSSCI北大中文核心期刊职称毕业论文发表网站 zh-CNiwms.net <![CDATA[论文联盟-南大CSSCI北大中文核心期刊职称毕业论文发表网站]]> pic/logo.gif http://www.2868631.com/ <![CDATA[太空探索五大梦想]]> Thu, 01 Jun 2017 06:36:42 GMT 太空探索五大梦想

浩瀚宇宙中有太多人类未知的东西,随着太空探索越来越深入,探索变得越来越疯狂,一?#26410;?#22320;奏响太空畅想曲。
  NO.1畅游金星
  近期美国宇航局提出了金星大气层飞行设想,科学家认为人类可通过飞艇这样的工具实现载人探索金星。
  金星大气层及表面环境恶劣,充满了硫酸雨,且高温高压的环境实属生命禁区。科学家杰弗里·兰迪?#36141;?#20182;的研究小组已经着手研究如何在金星大气上方飞行。
  NO.2探索土卫六
  科学家认为土卫六可能存在地外生命,是初期外星生物。土卫六拥有一个类似地球早期环境的大气,表面存在一些烷烃湖泊。
  欧洲行星科学大会上,研究小组提出使用核动力装置对土卫六进行探索,目前该计划仍处于起步阶段。
  NO.3寻找外星生命
  太阳?#30340;?#36824;有一颗星球可能存在生命,它就是木卫二。这颗表面冰封的卫星冰层下方有一个液态海洋,美国宇航局?#20848;?#20912;层厚度可能达本文由论文联盟http://www.2868631.com收集整理到数公里,如果要抵达冰层下方,需钻探厚厚的冰层。
  科学家在阿拉斯加的实验结果显示,人类可完全钻探到冰层下方,每年进度为8公里。如果成功,我们有望第一次看到外星生命。
  NO.4捕获小行星
  在莱菲着陆器成功登陆彗星后,未来10年左右人类将第一次载人登陆小行星。
  这一任务可让人类掌握小行星的特点,未来该技术将用于小行星的偏转。美国宇航局目前已经选择了6颗小行星作为研究对象,如果一切按计划进行,2020年人类就可登上小行星。
  NO.5星际旅行
  距离地球最近的恒星是半人马座阿尔法星,美国宇航局和国防部高级研究计划局正在制订百年星舰计划,在未来100年内人类将会向半人马座阿尔法星发送一艘星际飞船。
  科学家设想了多种宇航动力,比如反物质推进器等,如果要将人类送往另一个恒星系统,那么难度会更大,根据当前的科技发展,我们可能还无法实现载人飞出太阳系。不过,随着科技的发?#36141;?#20154;类探索太空的疯狂脚步,这一梦想未来或可实现。

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<![CDATA[太空探索:从仰望星空到登临探测]]> Thu, 01 Jun 2017 06:36:18 GMT 太空探索:从仰望星空到登临探测

每当我们到远离城市的地方,周围是一片暗夜的时候,头顶会看到满天的繁星、壮丽的银河,有时还可以看到银盘似的月亮、铁锈色的火星、草帽般的土星、大尾巴的彗星,以及划破天际的流星。除此之外,夜空中还有“东方红一号”卫星、“天宫一号”空间实验室、国际空间站等人造天体,它们是人类航天事业的重要成就,也可以通过望远镜观测到。
  当我们仰望星空,那壮丽的银河、满天的繁星,会深深地震撼我们的内心,?#26790;?#20204;认识?#38454;?#36523;的脆弱和微不足道。因此,天文学能改造我们的世界观,?#26790;?#20204;变得更加清醒和谦卑。
  航天事业是人类最高科技成就?#21335;?#24449;。在过去的六十多年中,航天器已经抵达了太阳系所有的主要天体类型,人类已经登陆月球,未本文由论文联盟http://www.2868631.com收集整理来二十年内还将登陆火星。在火箭的推送下,卫星和飞船把各种仪器送到这些遥远的天体上开展探测,相当于把我们的眼睛、耳朵、手放到星球上,身临其境地探索并了解它们的地形地貌、物质成分、表面环境和内部结构。
  地球也是一颗行星,通过比较这些天体与地球的差异,分析它们?#21335;?#20284;性和独特性,将有助于深刻理解地球的过去、现在和将来。况且我们知道,人类在地球上并非永久安全,会面临小行星?#19981;?#22320;球、超级太阳风暴、地球磁极倒转等重大天文灾?#36873;?#20026;了应对这些天文灾难,我?#19988;?#25552;升航天能力,寻找新的宜?#26377;?#29699;,做好充足准备。
  宇宙中是否有我们的同类?地球和人类未来的命运会怎样?希望青少年朋友永怀对天空和宇宙的好奇心,用心探索未知世界,并动手?#23548;?#23547;找这些“天之问”的新答案。
  奔跑吧,少年!去设计你们心中的月球基地、火星舱、太空城市和星际旅行图景,在广袤的宇宙中施展你们?#21335;?#35937;力,在漫漫的太空征途中?#38750;?#20320;们的梦想。
  太空的精彩等着你们,未来属于你们!

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<![CDATA[太空探索即将进入黄金时代]]> Thu, 01 Jun 2017 06:35:53 GMT 太空探索即将进入黄金时代

亚马逊CEO杰夫·贝索斯在《名利场》举办的“新企业峰会”上发言?#21271;?#31034;,太?#31449;?#20687;当年处于发展初期的互联网,目前缺乏必要的基础设施,而类似的基础设施曾让亚马逊在1995年互联网时代初期大受裨益。因此他希望肩?#28009;?#20026;太空创建相关基础设施的重任。
  “今天,在互联网上,两个孩子在宿舍中就可以重塑整个行业的格局,可宿舍中的两个孩子还不能做任何有利于太空的事情。我们必须要有以低成本将大型物体送入太空的能力。
  “火箭的可重复使用性必须得到改善。若每进入一次太?#31449;腿拥?#19968;架飞行器,成本永远不会降低。
  “我们正在努力降低迈入太空领域的准入价格,使成千上万的创业者可以因此做一些令人兴奋和惊讶的事。没有人在1995年预测到Snapchat的出现,我也不能预测那些了不起的企业?#19968;?#22312;太空探索领域做些什么。但我知道,如果我帮助他们降低进入太空的成本,那些聪明的年轻人就会有新想法。
  “我认为太空探索即将进入黄金时代。” 本文由论文联盟http://www.2868631.com收集整理
  Speeches at a Glance
  阿桑奇仍然活着,维基解密仍然在发布。我们请求支持者停?#26500;?#20987;美国互联网。你?#19988;?#32463;证明自己了。
  —语出自维基解密官方Twitter。美国域名服务器管理服务供应商Dyn宣布在10月21日早上遭遇了DDoS攻击,导致许多网站在美国东海岸地区宕机。维基解密的支持者成为此次攻击的怀疑对象。
  我们不会再费力了,现在决定权完全在他那一边。
  —10月18日,鲍勃·?#19979;?#30340;官方网站上添加了“?#24403;?#23572;文学奖得主”的信息,不过又很快被移除。对此,瑞典文学院院士、作家佩尔·韦斯特伯格公开称?#19979;?#30340;这?#20013;?#20026;“傲慢无礼”。不过瑞典文学院很快表示,韦斯特伯格的言论仅代表他的个人观点。
  在我们这个时代,发现和传播真理变得前所未有的容易,但人们只听自己爱听的故事,忽视不想听的事实。
  —《金融?#21271;ā?#19987;栏作家?#24049;?middot;桑希尔在《技术与真理的奇?#32622;?#30462;》一文中提出,传统媒体原子化以及社交网络的蔓?#21491;?#21619;着,我们都生活在我们自己的“过滤泡沫”中。技术吃掉了真理。
  如果你参与到人工智能的研究当中,就会明白这些都是由于误导性表达而形成的错误观念。
  —IBM CEO罗睿兰(Ginni Rometty)近日为《华尔街日报》撰文表示,外界对机器学习技术存在着大量的认?#27573;?#21306;。她说,AI改变了一个又一个行业,那些充分利用数据的公司和产?#26041;?#20250;笑?#38454;?#21518;。

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<![CDATA[重箭巨发 太空探索的朝代召唤]]> Thu, 01 Jun 2017 06:35:14 GMT 重箭巨发 太空探索的朝代召唤

探索未知,航向远方的冲动来自人类的求知本能。在上?#20848;?0年代到70年代的这段时间里,太空不再?#19988;?#19981;可及的只能抬?#36153;?#26395;的虚空,而是一个展示人类技术发展水平的舞台,一个奋勇争先的竞技场。正如普希金在其诗篇中所说,“我记得那美妙的一瞬:在?#19994;难?#21069;出现了你,有如昙花一现的幻影,有如纯洁至美的精灵。”
  诗人对爱情的理解却也恰似人类对技术本身的体悟。在不懈的探索中,人们逐步认识到,液氧?#27827;?#28779;箭发动机是大推力火箭的可靠动力来?#30784;?#35201;想从近地轨道载人飞行的技术层面向更加深远的太空飞去,液氧?#27827;?#21457;动机是必须要掌握的关键技术之一。重型火箭,这?#21046;?#39134;重量比2艘驱逐舰还要重的飞行器,总是能够时刻提醒着我们,那个勇敢无畏,挑战工程极限的时代的存在。推力为600吨级以上的巨型发动机受到太空探索的时代召唤,来到了?#20848;洹?#29616;在,就?#26790;?#20204;回顾那段波?#38454;?#38420;的历史,同时也展望一下人类太空探索的明天。
  披坚执锐奋力擎天
  1961年4月12日,苏联宇航员尤里·加加林成为了首次进入太空的人类,惊醒了在太?#31449;?#36187;中稍有怠惰的美国人。这直接促使原本对探索月球热情不高的?#24049;?middot;肯尼迪总统改变了主意。1961年5月25日,肯尼迪在参众两院特别会议中宣布了“阿波罗”计划的蓝图:
  “我相信这个国家能?#40644;?#32858;一心全力以赴达成这个目标,即在1970年以前,人类将乘坐宇宙飞船登陆月球并且安全返回。没有任何一个太空项目能够超越它对人类的影响,超越它对宇宙远程空间探索的重大作用,也没有一个太本文由论文联盟http://www.2868631.com收集整理空项目开发如此困难而?#19968;?#36153;如此昂贵。”
  “阿波罗”计划稳步推进。虽然“阿波罗”1号出现了致命的火?#36136;?#25925;,但是,在技术人员的坚持下,无论是火箭还是飞船都逐步满足了工程需要。用于“阿波罗”计划的“土星”5号火箭全高110.6米,?#26412;?0.1米,发射质量3039吨。美国二战时期的“巴格里”级驱逐舰的标准排水量为1500吨。“土星”5号的发射质量相当于这样的两艘驱逐舰。
  1961年12月15日,波音公司拿到了S-IC(“土星”5号火箭第一级的内部编号)的生产合同,与?#36865;?#26102;美国宇航局马歇尔航天飞行中心(MSFC)的工程师们则正在紧锣密鼓地选定新的总工程师。第一级火箭的生产与总工程师的选任?#36127;?#21516;时进行,这表明了美国宇航局对波音公司的充?#20013;?#20219;。波音显然是把这第一级火箭当成飞机来造了。他们没有一个接一个地生产,而是很快就实现了批量化。并且,他们对第一级火箭的箭体进行了总体设计优化,减轻了560千克的质量。代入到三级火箭的动力学方程中,我们可以发现,这样的优化相当于增加了36千克的有效载荷。
  火箭的第一级采用5台F-1液氧?#27827;?#28779;箭发动机,起飞时将产生33 400千牛的推力,在150秒左?#19994;?#26102;间内将火箭推到6万4千米的高空。这么大的推力,需要坚固的承力结构。“土星”5号火箭的第一级上有着整个火箭上最大的零件:5台主发动机的承力支架主?#28023;?#37325;21吨。另外,第一级上面有4个重816千克的铝制件,这是当时美国能够加工的最大规格的铝制零件。
  “土星”5号火箭的第二级由北美航空制造。这个研制了P-51、F-86、B-25和X-15的公司用苯酚蜂窝夹层结构的挡板放在了液氢储箱和液氧储箱之间,硬是顶住了两侧高达70%的温差,比采用传统隔离结构的火箭节省了3.6吨的质量。第三级由道格拉斯公司制造。紧凑的外形和可多次重复启动的动力系统让土星5号最?#31449;?#22791;了将“阿波罗”飞船送上月球的能力。1967年11月9日,“阿波罗”4号任务开始执行,这是“土星”5号火箭的首次发射,同时也是专门为这种世界上最大的运载火箭建造的39号发射台的首次启用。这枚比自由女神像和她的基座加起来还要高不少的火箭象征了人类挣脱地球引力的渴望。
  最终在1969年7月21日凌晨2点56分(UTC),宇航员尼尔·阿姆斯特朗的左脚踏上了月球。“这是一个人的一小步,却是人类的一大步。”(That's one small step for a man,one giant leap for mankind.)这句话宣告了人类开?#23478;?#26356;坚定的步伐迈进深空。而这一切,都有着“土星”5号这个推力强大的幕后英雄在做着?#27605;住-1液氧?#27827;?#21457;动机则至今仍保持着680.39吨的单燃烧室液体火箭发动机的推力纪录。
  执着坚韧不言放弃
  ?#23548;?#19978;,苏联人并不是在肯尼迪宣布“阿波罗”计划之后才着手准备把宇航员送上月球的。早在1959年,科罗廖夫就已在准备重型运载火箭,而这一系列火箭为包括载人登月在内的大型航天项目预留了运载能力。这就是N-1重型运载火箭的前身。该火箭以其30台并联的一级火箭布?#25351;?#20154;留下了深刻的印象。
  其实,原本N-1不必使用这么多台发动机。在N-1火箭的总体方案刚刚提出时,苏联火箭发动机设计师古舒高就给出了设计一款推力强大的火箭发动机的方案。当时该发动机被命名为RD-270。这款于1962年6月26日开始设计的发动机的燃烧室压力高达26.1?#30528;粒?#20854;海平面推力6270千牛。美国“土星”5号火箭的F-1发动机的海平面推力为6 770千牛。而“土星”5号火箭的发射重量为3 039吨,N-1火箭的发射重量为2 735吨。“土星”5号与N-1的第一级的设计工作时间均为150秒量级。因此,可以说,N-1运载火箭可以采用5台RD-270火箭发动机并联的方式。
  可是,为什么N-1火箭没有采用RD-270火箭发动机呢?#31354;?#19982;科罗廖夫本人的设计思想有关。RD-270火箭发动机的推力虽大,但是其燃料体系为偏二甲肼/?#38590;?#21270;二氮。虽然这种常温推进剂能?#29615;?#24120;可靠地工作,并且有着不错的性能。但是,科罗廖夫早就对这种火箭发动机表现出了不满的情绪。偏二甲肼为剧毒燃?#24076;?#32780;且从比冲和未来更大推力的火箭发动机的需求的角度来看,液氧?#27827;?#28779;箭发动机取代偏二甲肼/?#38590;?#21270;二氮火箭发动机是个可以预见的趋势。于是,科罗廖夫极力反对古舒高的RD-270火箭发动机方案。古舒高认为受到了排挤,终止了与科罗廖夫的合作。(后来,古舒高其实还是研制出了液氧?#27827;?#28779;箭发动机,而且是迄今为止,世界上推力最大的多燃烧室液体火箭发动机RD-170,但这已经是十几年后的事情了。)


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<![CDATA[太空探索:中印的逆袭与美国的优势]]> Thu, 01 Jun 2017 06:34:20 GMT 太空探索:中印的逆袭与美国的优势

在无人探测尤其是深空探索方面,美国已经把所有竞争对手?#23545;?#25243;在了身后。但在载人航天领域,美国这些年的停滞不前与中国的快速跟进,已在美国引发了太空霸主地位是否?#26376;?#30340;担?#24688;?
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  10月19日这一天,国际太空探索领域同时发生了三件事:中国的“神舟11号”飞船与“天宫二号”空间实验室成功实施自动交会?#36234;?欧洲的火星试验登陆器“斯基亚帕雷利”号在火星着陆时?#22815;?美国的木星探测器“朱诺”号在接近木星时引擎出现?#25910;希?#26080;法再收集任何数据。
  这三件事发生在同一天纯属巧?#24076;?#20294;从这些事本身,却能窥见太空探索国际格局?#21335;腫础?ldquo;神舟11号”与“天宫二号”成功?#36234;櫻?#26159;中国建立自己的空间站的关键一环。美国主导的国际空间站项目,有包括俄罗斯、日本、巴西以及诸多欧洲国家在内的15个合作伙伴,但中国被排除在外。如果国际空间站按计划于2024年停止运转,届时中国将成为唯一一个拥有轨道空间站的国家。
  “斯基亚帕雷利”号折戟沉?#24120;?#23545;欧洲的太空探索无疑是一个打击。这是欧洲第二次冲击无人探测器登陆火星,2003年“猎兔犬二号”登陆器虽着陆成功,但随后失去了联系。还有一点不容忽视,欧洲的这个火星探索项目,合作方是俄罗斯。欧洲之所以选择俄罗斯,?#19988;?#20026;美国中?#23601;?#20986;。而美国是目前唯一一个在火星成功着陆并运转无人探测器的国家。美国前后发射了7个火星探测器,其中“机遇”号已在火星上服役了12年,“好奇”号也已服役4年。
  “朱诺”号的引擎?#25910;希?#23545;美国的太空探索来说,充其量只是一个技术性挫折。载人航天与无人探测,是太空探索的两大主要领域。在无人探测尤其是深空探索方面,美国已经把所有竞争对手?#23545;?#25243;在了身后。去年7月14日,美国“新?#21491;?rdquo;号探测器飞抵冥王星,成为第一个抵达这个距离地球59亿公里远星球的人类航天器。但在载人航天领域,美国这些年的停滞不前与中国的快速跟进,已在美国引发了太空霸主地位是否?#26376;?#30340;担?#24688;?
  谁主沉浮
  太空探索是耗?#31034;?#22823;的事业。在衡量一国在这个领域的国际坐标方面,政府投入是一项关键甚至是决定性的指标。根据欧洲空间研究所2015年发布的报告,2014年全球政府太空项目支出总额为791.7亿美元。其中,美国以429.6亿美元高居榜首(见表一)。从世界排名前八位的国家和地区中可以看出,美国的领?#25172;?#21183;与其他对手不在一个数量级,其太空探索综合实力领先多少无需赘述。处于第二梯队的欧洲、俄罗斯、中国与日本,在政府支出方面差距相?#36234;?#23567;。
  欧洲太空探索的主基调是“太空自主”。2015年,欧洲空间研究所发布了《欧洲的太空自主?#32321;?#21578;,从历史和现实的角?#35748;?#32454;分析了“太空自主”的战略意义。目前欧洲太空探索的旗舰项目是火星探索与伽利略计划。俄罗斯制定了宏大的太空计划,比如2029年建立月球基地,但在经费上承诺的比兑现的多,进展并不被看好。日本在技术上的优势毋庸置?#26705;?#20294;它的短板在于“太不自主”。法国国?#20351;?#31995;研究所2012年一份关于太空政策的报告提到,日本本可以成为理想的合作伙伴,但这个国家过于靠近美国,欧洲在短期内难以与其建立伙伴关系。
  印度是个特例。尽管在经费上属于第三梯队,但印度在“花小钱办大事”上是全球知名的。欧洲?#22815;?#30340;“斯基亚帕雷利”号火星登陆器耗资10亿美元。印度2013年发射并成功进入火星轨道的“曼加里安”号探测器,耗资仅7300万美元。而且,这是全球第四个、亚洲第一个成功进入火星轨道的探测器。不仅如此,与中国、日本一样,印度有着完备的载人航天、月球探索和火星探测计划。从这个意义上说,印度在太空探索上带有明显的第二梯队的特征。
  中国太空项?#31185;?#27493;时,美国已经完成了载人登月。目前中国的太空项目经费,仅相当于美国的1/10。无论从哪个角度看,中国与美国平起?#38454;?#30340;判断都?#29615;?#21512;事实。但国际社会之所以有这样的观感,关键在于近年来中国在太空探索上步伐稳健、进展迅速。以载人航天为例,有学者把2003年中国首次载人航天,?#28216;?#31532;二个“太空时代”到来的标?#23613;?#20107;实上,中国也是自那时起唯一一个在载人航天上有所建树的国家。
  载人航天之所以重要,不仅在于它是综合科技实力的体现,在受关注度以及政?#25105;?#20041;上,也是无人探测?#29615;?#27604;的。所有人都知道美国是第一个实现载人登月的国家,但人们并不太关注苏联是第一个把无人探测器送上月球的国家。除了国际空间站项目,美国这些年在载人航天上没有任何新的动作。2011年航天飞机?#33368;?#21518;,美国不得不以每位航天员7000万美元的价格,向俄罗斯购买“联盟”号飞船的座位,才得以往返国际空间站与地球之间。
  2013年12月14日,中国的“玉兔”号月球车成功登陆月球,成为1976年以来首个在月球实现软着陆的无人探测器。奥巴马政府上台以来,取消了小?#38469;舱?#24220;时期制定的包括重返月球在内的“星座计划”,事实上冻结了载人航天。针对中美太空实力对比,美国战略与国际研究中心学者詹姆斯·刘易斯认为,如果中国“赢”,那将不会?#19988;?#20026;更好的技术,而是更好的战略和更坚定的承诺。“中国擅长设定目标、投入资源,然后?#20013;?#22320;向目标迈进。相比之下,令人担忧的是美国可能失去了经营大型国家项目的能力。”
  格局在变
  太空探索格局正在悄然发生变化。还?#19988;?#32463;费为例,梳理欧洲空间研究所2011至2015年的年度研究报告可以发现,2010年至2014年,全球政府太空项目支出总体上呈明显的上升趋势,从2010年的715.0亿美元增?#25317;?014年的791.7亿美元,但美国无论是政府支出的绝对数量还是在全球的占比都在一路下滑。2010年美国政府太空项目支出占全球67.6%,2014年下降为54.3%。而且,在太空项目支出占GDP的比例上,美国?#27850;?010年的0.33%?#25269;?014年的0.25%。


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<![CDATA[培养太空探索?#24433;?#20154;]]> Thu, 01 Jun 2017 06:33:40 GMT 培养太空探索?#24433;?#20154;

在宇宙空间制造人造物体,一直是科幻小说的重要情节之一。相信《星际迷航》(Star Trek)的影迷们对于这一桥段一定不会陌生——飞船上的3D打印机直接打印出了一杯香浓的摩卡咖?#21462;?
  如今,在美国宇航局(NASA)的主导下,在宇宙空间运用3D打印技术终于成为了现实。
  太空3D打印梦想成真
  
  2014年11月17日,NASA在国际空间站成功安装了世界首台零重力3D打印机。它高30厘米、宽24厘米、长36厘米,被安装在空间站的微重力科学手套箱(MSG)里。
  NASA之所以痴迷于太空3D打印,主要在于宇航员可以使用3D打印机来更换破损的零部件,甚至使用3D打印的零部件组装完整的空间设备,避免动用火箭输送,降低空间站的运行成本和风险。
  在此之前,当太空中的宇航员需要一个替换件时,只能向地面基地发出请求,等待下一次物资输送时才能到手。而每往太空输送一盎司(相当于28克)物资就要花费数千美元,而?#19994;?#38754;工程师需要经过复杂的设计和包装,使物质在太空飞船中所占的空间最小化,同时运输火箭还必须满足相应的推力。因此太空3D打印技术的出现和成熟,将会改变太空探索的方式,对于人类未来的深空探测活动极其重要。
  如今,世界首台零重力3D打印机正在帮助宇航员在微重力环境中进行“增材制造”(Additive Manufacturing,AM)试验,目前已经打印了21个塑料配件,出现在《星际迷航》中的科幻场景似乎已经离我们不再遥远。
  说到“增材制造”(AM),这是一种采用材?#29616;?#28176;累加的方法制造实体零件的技术,在短短20年里,这项“自下而上”的制造技术就已突飞猛进。借助AM技术的发展,3D打印技术真正打开了设计大?#29275;?#30001;此能够生产出传统制造工艺难以实现的复?#26377;?#29366;的部件。
  零重力3D打印技术验证的目标是进行太空AM试验,以探究AM技术作为?#20013;?#22826;空制造可?#31185;?#21488;的应用价?#24608;?#20854;中,第一阶段的打印将包括一系列的工程测试样品,这些样?#26041;?#34987;送回地球用于科研分析,随后与该3D打印机在地面的NASA马歇尔太空飞行中心打印的样?#26041;?#34892;比较。
  
  如果人类想尝试未来在太空中制造大量材料和装备的能力,那么如今的AM试验将是绝好的?#36234;?#30707;。
  405份方案带着理想飞翔
  2016年2月,在美国机械工程师协会(ASME)基金会的帮助下,NASA在美国纽约的无畏号海洋航空航天博物馆内,启动了“未来工程师3D打印星际迷航复制品挑战赛”(Future Engineers 3-D Printing Star Trek Replicator Challenge,以下简称“未来工程师挑战赛”)。
  这项赛事旨在激发青少年对3D打印技术和星际旅行的兴趣。通过3D设计和打印,?#30431;心?#40836;段的孩子发挥空间想象力,并用3D打印机打印出他们?#19981;?#30340;产品。该赛事的举办方和赞助方甚至鼓励学生大胆尝试以前没有人涉及过的领域——使用3D打印技术设计出能?#36141;?#22825;员“多福多寿”的解决方案。
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  根据“未来工程师挑战赛”的主旨,学生们需要思考未来可能存在的长期太空任务,运用3D打印技术帮助宇航员在2050年的太空之旅中吃上营养?#20572;?#21516;时还要从可?#20013;?#26448;料中获得在太空实现3D打印的目标。参赛作品可以包括耕作用品、生物容器、餐饮用品、食物容器,甚至能够种植的农作物等任何他们能想到的太空用品。
  NASA马歇尔太空飞行中心的科学家尼基·维克海瑟在“未来工程师”挑战赛开幕式上指出:“可?#20013;?#21457;展对于活动时间较长的太空任务来说非常重要,我们需要在远离地球的地方运用制造技术,创建所有未来的宇航员所需要的物品。”
  经过几个月的设计建模,组委会收到了405份优秀设计方案,这些方案从有关种植和收获作物的方式,到针对准备、进食和处理食物的创意,种类繁多,应有尽有。组委会对这些方案的评判标准很简单:是否能在未来帮助宇航员在太空中进?#20572;?#24182;且能够轻易且不间断地在太空环境中制造出未来宇航员可能需要的物品。作为奖励,NASA极有可能在未来进行的太空探索中,使用这些由学生们提供的创意和技术。
  ?#38454;?D打印农场一举夺冠
  
  在本届挑战赛中,青少年组(13-19岁) 的冠军是来自美国亚利桑那州德塞特维斯塔高中的凯尔·科雷特,他设计的太空辐射驱动器格外引人注目。而另外3名决赛选手通过3D打印,设计的螺旋藻农场和多功能杯子等产品同样使人耳目一新。
  从?#23616;?#19978;说,科雷特设计的太空辐射驱动器就是一个3D打印的微型农场,这个农场为宇航?#36125;?#36896;了一个可以长时间使用的有机生长的真菌温床,为他们提供了有机食物的来源,?#32321;?#20182;们能够在星际空间中吃上营养丰富的食物。
  真菌是一种真核生物,最常见的是各类蕈类,另外也包括霉菌和酵?#28014;?#30446;前,人类已经发现了七万多种真菌,但据科学家?#20848;疲?#36825;还只是所有真菌的一小部分。
  在太空辐射驱动器中,真菌使用放射性能源作为动能,由于电离辐射在太空中普遍存在,因此它们可以作为可?#20013;?#20877;生的食物来?#30784;?#20026;了供养真菌,科雷特用泵把水灌入?#36153;?#30340;进水管里,使其进入穿过有机生长真菌温床里的内部管道。整套设备制作精良,?#32321;?#30495;菌能在微重力环境下茁壮生长。而科雷特选用的3D打印材料也是不易弯曲的防水塑?#24076;?#21487;?#36234;?#22826;空辐射驱动器的功能发?#25317;阶?#20339;状态。
  少年组(5-12岁)的冠军是来自鹰岭中学的斯雷亚希·索拉,由他开发的太空迷你农场同样令所有评委叹为观止。
  索拉的太空迷你农场是为在火星?#29616;种?#26032;鲜?#31216;?#32780;设计的,它能保证宇航员的健?#24608;?#19982;科雷特设计的太空辐射驱动器不同,迷你农场利用太阳能来种植粮?#22330;?#30001;于火星远离太阳,获取的阳光比地球上少得多,因此,太空迷你农场安装有一个放大镜,用来收集阳光,并将其直接照射到植物体上。此外,火星上的空气也比地球上稀薄,迷你农场为?#33368;?#22679;添了一个可以定期增压的泵,能够把农场内的压力增至地球压力的1/10左右。装入这个3D打印的缩小版?#35813;?#28201;室里的土壤,也和来自火星土壤的营养成分完全一致。
  更为关键的是,在太空迷你农场的方案中,完全不需要使用任何电子零件,因此未来人们可以直接从火星土壤中提取材?#24076;?#36827;行3D打印建造。
  虽然少年组的冠军已经确定,但NASA表示,少年组的另外3个决赛项目也非常具有开发前景,它们分别是3D打印的生物反应器、水冷凝器和E-Z搅拌机。
  太空旅行和探索?#21335;确?
  如今,随着高新信息的广?#28009;?#21450;,NASA的发展思路也在悄然发生变化。以此次“未来工程师挑战赛”为例,他们正是借助了青少年学子的力量,不断努力改进和改造未来3D打印机在宇宙中的使用技术。
  NASA已然意识到集思广益的重要性,从前几年向社会公开征集太空车的命名方案,到如今热忱?#38431;?#23398;生们的头脑风暴,这是一个极大的进步。2016年开展的首次3D打印产品竞赛,让许许多多的孩子体会到了其中的乐趣。
  或许对于此次比赛的冠军而言,从一个方案雏形,到让自己的作品能够在国际空间站的机载3D打印机上真正成功使用,这其中仍要经历不少挑战,面对不少困难,但通过这次挑战赛的经历,相信这些“未来工程师”会意识到,人人都有机会成为未来太空旅行与探索?#21335;确媯?#37117;有机会为人类的宇宙探索做出一些?#27605;住?/p>]]> <![CDATA[VR太空探索]]> Thu, 01 Jun 2017 06:33:06 GMT VR太空探索

不上太空也能和宇航员一样感受太空之旅的震撼与美丽——VR技术不仅要实现这个目标,更要引领一场运动,培养大众的宇宙意识。
  在心理学研究的上百种人类心理效应中,有一种只有极少数的几百人有机会体验过——他们全部来自一个特殊群体:宇航员,这?#20013;?#29702;效应被称作“总观效应”(Overview Effect)。
  当置身茫茫宇宙,宇航员们得以从太空回望地球,全新的视角切换,?#30431;?#20204;能从一幅更广阔的图景中重新认知地球和人类所处的位置太阳不再出现在蓝色天空,而是黑色天幕上的一颗星星;地球“缩小”成一个蓝色圆球,悬挂在广袤的虚空之中……被地球呈现在太空中的景象所震撼,宇航员们可以在闲暇时盯着地球看上好几个小时,沉醉于地球不可?#23478;?#30340;美丽之中。
  “当我们从太空往下看,我们看见这个美得令人惊叹的行星,它看起来是一个正在呼吸的有机体,但同时也极度脆弱。”在纪?#35745;?#24635;观》(Overview)中,国际空间站宇航员Ron Garan如此描述到。这个短片采访了5位宇航员,他们?#24425;?#20102;从太空看到地球时所获得的强烈感受:对地球的?#27425;犯小?#23545;所有生命相互连接的深刻理解,以及对保护环境的全新责任?#23567;?#20316;家弗兰克·怀特在1987年将这种体验命名为“总观效应”。
  经过“总观效应”洗礼的宇航?#36125;?#30528;一种全新的认知回到地球,在更加宏观的世界观面前,他?#21069;?#22320;球视作一个有机整体,人与人之间、国家之间的纷争、边界、冲突、文化差异等等都不再重要,如何保护这个蓝色的星球成为更迫切的事,他们往往成为环保活动的积极倡导者。“人类下一步的自然进化是对太空生命的理解,事实上,地球是一个宇宙飞船,我?#19988;?#32463;在太空中了。只是我们还没有把这个观点纳入我们的视角之中,因为我们生活在地球上。总观效应只是一种突然意识到我们是居住在一个行星之上的认知。”在《总观》中,总观学院的联合创始人David Beaver如此说到。
  这部优美的纪?#32423;?#29255;,意在让更多的人了解这种观念,也启发了创业公司SpaceVR的创始人兼CEO Ryan Holmes,他决定通过采用VR技术,让更多的人拥有“总观效应”的感受。
  “这部纪?#35745;?#25913;变了?#19994;?#29983;活。我开?#23478;?#35782;到人们可以拥有这种体验,于是我开始寻找方法,?#26790;?#20204;可以和世界上的其他人交流。”在北京举办的2016全球创新者大会(GIC)一虚拟现实峰会上,Ryan Holmes分享了他的创业故事?#26680;?#22312;一个晚睡的夜晚偶然发现了这部纪?#35745;?#20174;此开始了创建虚拟现实平台SpaceVR的历程。
  Ryan Holmes意识到,身处太空这样的经历不只是一种经历,而是一个改变人生的事件。总观效应是人的全?#21487;?#26412;文由论文联盟http://www.2868631.com收集整理心被震撼,“因为这是你第一次意识到你在一个真正广袤无垠的宇宙中的位置。”他说,“宇航员们所使用的词是‘脆弱’,从地面上看,天空看起来似乎是永恒的,但是如果从太空看地球,它非常小。理解地球这种视角,使我们能更好地理解我们的环境、?#24535;濉?#36164;源,我们想通过SpaceVR巩固这个讯息,向世界传达。”
  Holmes相信总观体验有着意义深远的影响,会增进人类对于许多事情的理解,“你一旦看到了它,就再也不会改变,我认为它会帮助我们认识到我们的问题。”
  总观Ⅰ号
  Ryan Holmes认为VR是唯一让大家都可以体验总观效应的方式,而他创建的SpaceVR项目可以为世界上每一个人提供成为虚拟宇航员的机会。SpaceVR的计划是把360度VR照相机送入太空,通过?#32435;?#22826;空全景VR图像,让在地球上的人们可以在?#20004;?#24335;的虚拟现实影片中探索整个宇宙,感受太空旅行之美,把宇航员所感受到的那种深刻的、改变人生的体验带给每一个普通人。在4月9日2016全球创新者大会(GlC)一虚拟现实峰会和4月29日的硅谷虚拟现实博览会(SVVR)上,Ryan Holmes展示了他们开发的“总观Ⅰ号”(Overview 1)……全世界第一个虚拟现实摄影卫星。
  总观Ⅰ号是一个微型卫星,搭载有太阳能电池板、卫星通讯模块和全景VR相机平台。这个相机平台使用2个4K传感器,结合广角镜头来捕捉太空影像,?#32435;?#21040;的数据将会通过×波段无线广播传输回地球,最后被转换成48K超高清画面的360度视?#25285;?#25552;供给用户。SpaceVR的团?#24433;?#25324;了曾经在美国国家航空航天局(NASA)和德国宇航中心(DLR)工作的科学家和电子工程师,从技术上?#32321;?#39033;目能顺利实施。
  SpaceVR称他们所提供的太空VR影像将不受VR平台限制,可以从任何VR设备?#26790;剩?#20063;能够通过智能手机、平板电脑或计算机查看这些图像。与?#36865;?#26102;,SpaceVR也正在开发自己原生的iOS和Android应用,以及纸板VR眼镜。
  作为全世界第一个提供太空体验的虚拟现实平台,成立于2015年的SpaceVR发展快速。在同年9月,他们启动了在Kickstarter上的众筹活动,目标是筹款10万美元,用以把VR相机发送到国际空间站,从那里?#32435;?#22826;空影像,这个活动迄今共筹得11.33万美元,得到了1382名支持者的?#25163;?#32780;在今年刚结束的硅谷虚拟现实大会上,Ryan Holmes宣布SpaceVR已获得由中国的盛大集团领投、Skywood Capital参投的1 25万美元种子轮融?#30465;?#20511;助于这?#39318;?#37329;,SpaceVR计划于2017年发射自己的卫星。
  为什么是VR
  虽然宇航员、哲学家早就意识?#38454;?#35266;效应对于改变人类基本世界观的重要意义,但这种经验却很难向更广泛的人群传播,认知科学的研究表明,这种困难来自传统媒体的局限性,无法向人们传递太空视角转变的丰富体验。虽然商业化航天工业也在快速发展,人类即将进入私人太空旅行时代,但是由于其高昂的费用,注定在短期内仍然只有少数人能有?#20202;?#36523;体验太空之旅。而相对廉价的高清晰数?#32622;?#20307;技术却可能成为更强大更易普及的工具,虚拟现?#23548;?#26415;正是其中的一种可能。由于能提供有如身临其境的?#20004;?#24335;虚拟感受,VR技术?#36824;?#27867;地认为蕴含着改变我们与世界交互方式的惊人潜力,代表着未来技术发展的一个方向。
  “直到我体验了虚拟现实,我开始清楚地意识到,在如何让每个人都能理解太空之美方面,虚拟现实就是那块丢失的拼图。”在SpaceVR的筹款视频中,商业太空企业NanoRacks的常务董事Jeffrey Manber这样说到。
  SpaceVR项目获得了来自前宇航员、NASA科学家、太空工程师、黑客、地质学家、商业太空企业的支持。通过SpaceVR提供的全景VR影像,人们将有机会如身临其境般地体验流星雨、闪电、极光飞舞、月影变幻等令人惊叹的太?#31449;?#35266;,获得与宇航?#27605;?#21516;的感受。亲身体验过“总观效应”的私人宇航员Richard Garriott说,“我们都可以从分享这?#25351;?#21463;中获益。”而目前看来,获得这种体验的价格也十分亲民,现在到SpaceVR官网预先订阅这些太空VR影像的价格是一年期35美元和限量1000个名额的99美元终身订阅。
  VR技术也许将又一次点?#35745;?#36890;人心中太空探索的梦想与激情。即使不能飞向太空,也可以在虚拟世界做一个“虚拟现实宇航员”(VRnauts)——这是SpaceVR在Kickstarter上给予支持者们的称号。借助于效果逼真的VR技术,这些登入“太空”的虚拟现实宇航员将感觉自己不只是历?#25918;?#35266;者,而是一个积极的参与者,和宇航员们并肩探索太空。SpaceVR表示,这个项目不仅是关于把一个虚拟现实相机放入太空,也是给人们机会去探索太空和发现自己在其中的角色。“这比一个网站、一个应用程序或者只是成为另一个VR公司更远大——我们是一场运动。”

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<![CDATA[推进太空探索 共筑航天梦想]]> Thu, 01 Jun 2017 06:32:08 GMT 推进太空探索 共筑航天梦想

11月18日,在万众瞩目中,神舟十一号飞船返回舱成功着陆。至此,天宫二号和神舟十一号载人飞行任务取得圆满成功,中国载人航天事业创造了新的辉煌。
  “坐地日行?#36865;?#37324;,巡天遥看一千河。”此次任务,两名航天员遨游太空33天,标志着我国载人航天工程取得了新的重大进展。这是建设创新型国家和世界科技强国的最新成果,是中国人民?#23454;?#19990;界科技高峰的最新成就,为广大中华儿女团结奋斗、实现梦想注入了强大信心与力量。
  中国梦蕴含航天梦,航天梦助力中国梦。发?#36141;?#22825;事业,建设航天强国,是我们不懈?#38750;?#30340;航天梦。回首20多年来,?#28216;?#20154;飞行到载人飞行,从一人一天到多人多天,从舱内实验到太空行走,从短期停留到中期驻留……伴随着改革发展的时代潮流,中国载人航天事业不?#20808;?#24471;新成就,在浩瀚太空写下精彩?#22766;省?#25391;奋人心的中国故事。
  筑梦太空,离不开以习近平同志为核本文由论文联盟http://www.2868631.com收集整理心的党中央的科学决策和坚强领导。任务期间,习近?#38454;?#20070;记专程来到中国载人航天工程指挥中心,同正在天宫二号执行任务的两位航天员亲切通话,代表党中央、国务院和中央军委,代表全国各族人民,向他们表?#22659;现?#38382;候。发?#36141;?#22825;事业,是党和国家为推动我国科技事业发展,着眼强国兴邦、造福人民作出的战略决策。中国航天事业之所以能够不?#20808;?#24471;新的突破,靠的就是党中央的集中统一领导,靠的就是跨部门、跨地区、跨专业的团结协作,靠的就是发?#30001;?#20250;主义制度集中力量办大事的巨大优势。中国人在太空迈出的铿锵步伐,充分体现了中国特色社会主义道路自信、理论自信、制度自信、文化自信。
  筑梦太空,自主创新始终是探索开拓的强大引擎。?#30001;?#33311;一号到神舟十一号,从“三垂一远”发射模式到具有国际先进水平的航天测控网,从精准的迭代制导技术到空间自动交会?#36234;?hellip;…一部中国载人航天事业的发展史,就是航天人自力更生、自主创新的创业史。?#23548;?#35777;明,中国人有志气、?#24515;?#21147;依靠自己的力量实现尖端科技的重大突破,?#21355;?#25484;握推动科技发展的战略主动。
  筑梦太空,航天精神始终是干事创业的不竭动力。在奋?#38450;?#31243;中,中国航天人铸就积淀了以“两弹一星”精神和载人航天精神等为代表的宝贵精神财富,成为?#24202;?#22857;?#20303;?#25915;坚克难的强大精神动力。不忘初心、继续前进,在新的历史条件下不断弘扬航天精神,不?#29486;?#20837;新的时代内涵,这种精神力量不仅会激励中国航天人勇攀高峰、再创佳绩,?#27493;?#40723;舞亿万中国人民为实现中国梦而奋发进取、建功立业。
  太空探索永无止境,航天梦圆任重道远。?#26790;?#20204;更加紧密团结在以习近平同志为核心的党中央周围,再接再厉、开拓创新,推动航天科技不?#20808;?#24471;新突破,奋力把民族复兴的伟大事业推向新高度。

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<![CDATA[神舟?#36234;?#22825;宫与太空探索的未来]]> Thu, 01 Jun 2017 06:31:39 GMT 神舟?#36234;?#22825;宫与太空探索的未来

10月19日凌晨,搭载景海鹏和陈冬两名航天员的神舟十一号载人飞船与已经在轨运行一个月的天宫二号空间实验室交会?#36234;櫻?#24418;成组合体。两名宇航员入驻天宫。
  此次航天任务将充分展现中国航天技术所能达到的高度,但更重要的是为中国航天的未来夯实基础,原因?#27604;?#22312;于这是一个未开垦的处女地,也在于这是人类仰望星空后能获得生存救赎的另一个出口。
  与此前的神舟十号与天宫一号?#36234;?#26102;的轨道高度343千米相比,神舟十一号和天宫二号?#36234;?#26102;的轨道高度是393千米,比过去提高了50千米。这既是技术提升的要求,也是对未来太空探索的深远布局。要实现中国载人航天“三步走”发展战略的第三步——建造空间站,就必须让飞船的高度提升,与未来空间站的轨道本文由论文联盟http://www.2868631.com收集整理高度基本相同,让飞船的飞行也更加接近未来空间站的要求。
  神舟十一号与天宫二号的?#36234;?#36824;有若干新技术的试验和创新,例如,神舟飞船的?#21491;?#25937;生系统,能为航天员提供安全保障。目前这样?#21335;?#32479;只有美国和俄罗斯已掌握。神舟十一号飞船舱内照明设备(近距离泛光照明)和交会?#36234;?#29031;明设备(远距离投光照明)还采用了LED固态照明光源,在飞船进入地球阴影区时,航天员在舱内仍然可以正?#25918;?#35835;仪表,手动操作各种开关。
  这些既是?#30475;?#30340;科学研究和太空探索,但同时在客观上又是太空探索和科学研究的竞争。尽管科学无国界,在太空上也没有国籍,但是,在地面上有国界,太空探索也成为更多国?#19994;木?#20105;内容,甚至势必以国家安全为借口,增加这一研究领域的竞争性、封闭性,甚至排他性。
  但是,科学研究和太空探索更需要全球科研人员的合作,尤其是在展望未来移民太空之时,国界、国籍、意识形态和种族的分界将全面消失或根本不起作用,在太空这样的多维空间合作将多于和大于竞争。
  今天的中国在太空探索上?#27604;?#19982;国际空间站的探索还有差距,例如,在国际空间站上研究人员早就对动物(小鼠)进行防止太空?#36235;兰?#33806;缩的实验,以便更好地帮助人类未来对太空的探索或移民太空,这也意味着中国的太空探索还得快马加鞭,要以更多的成果来迎接国际社会对中国的认可和解除封锁,加入国际上的太空协同探索,让更多太空探索的成果造福于地球人。

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<![CDATA[太空探索:美国霸主地位的隐忧]]> Thu, 01 Jun 2017 06:30:59 GMT 太空探索:美国霸主地位的隐忧

10月19日这一天,国际太空探索领域同时发生了三件事:中国的“神舟11号”飞船与“天宫二号”空间实验室成功实施自动交会?#36234;櫻?#27431;洲的火星试验登陆器“斯基亚帕雷利”号在火星着陆时?#22815;伲?#32654;国的木星探测器“朱诺”号在接近木星时引擎出现?#25910;希?#26080;法再收集任何数据。
  这三件事发生在同一天纯属巧?#24076;?#20294;从这些事本身,却能窥见太空探索国际格局?#21335;腫础?ldquo;神舟11号”与“天宫二号”成功?#36234;櫻?#26159;中国建立自己空间站的关键一环。美国主导的国际空间站项目,有包括俄罗斯、日本、巴西以及诸多欧洲国家在内的15个合作伙伴,但中国被排除在外。如果国际空间站按计划于2024年停止运转,届时中国将成为唯一一个拥有轨道空间站的国家。
  “斯基亚帕雷利”号折戟沉?#24120;?#23545;欧洲的太空探索无疑是一个打击。这是欧洲第二次冲击无人探测器登陆火星,2003年“猎兔犬二号”登陆器虽着陆成功,但随后失去了联系。还有一点不容忽视,欧洲的这个火星探索项目,合作方是俄罗斯。欧洲之所以选择俄罗斯,?#19988;?#20026;美国中?#23601;?#20986;。而美国是目前唯一一个在火星成功着陆并运转无人探测器的国家。美国前后发射了7个火星探测器,其中“机遇”号已在火星上服役了12年,“好奇”号也已服役4年。
  “朱诺”号的引擎?#25910;希?#23545;美国的太空探索来说,充其量只是一个技术性挫折。载人航天与无人探测,是太空探索的两大主要领域。在无人探测尤其是深空探索方面,美国已经把所有竞争对手?#23545;?#25243;在了身后。去年7月14日,美国“新?#21491;?rdquo;号探测器飞抵冥王星,成为第一个抵达这个距离地球59亿公里远星球的人类航天器。但在载人航天领域,美国这些年的停滞不前与中国的快速跟进,已在美国引发了太空霸主地位是否?#26376;?#30340;担?#24688;?
  谁主沉浮
  太空探索是耗?#31034;?#22823;的事业。在衡量一国在这个领域的国际坐标方面,政府投入是一项关键甚至是决定性的指标。根据欧洲空间研究所2015年发布的报告,2014年全球政府太空项目支出总额为791.7亿美元。其中,美国以429.6亿美元高居榜首。从世界排名前八位的国家和地区中可以看出,美国的领?#25172;?#21183;与其他对手不在一个数量级,其太空探索综合实力领先多少无需赘述。处于第二梯队的欧洲、俄罗斯、中国与日本,在政府支出方面差距相?#36234;?#23567;。
  欧洲太空探索的主基调是“太空自主”。2015年,欧洲空间研究所发布了《欧洲的太空自主?#32321;?#21578;,从历史和现实的角?#35748;?#32454;分析了“太空自主”的战略意义。目前欧洲太空探索的旗舰项目是火星探索与伽利略计划。俄罗斯制定了宏大的太空计划,比如2029年建立月球基地,但在经费上承诺的比兑现的多,进展并不被看好。日本在技术上的优势毋庸置?#26705;?#20294;它的短板在于“太不自主”。法国国?#20351;?#31995;研究所2012年一份关于太空政策的报告提到,日本本可以成为理想的合作伙伴,但这个国家过于靠近美国,欧洲在短期内难以与其建立伙伴关系。
  印度是个特例。尽管在经费上属于第三梯队,但印度在“花小钱办大事”上是全球知名的。欧洲?#22815;?#30340;“斯基亚帕雷利”号火星登陆器耗资10亿美元。印度2013年发射并成功进入火星轨道的“曼加里安”号探测器,耗资仅7300万美元。而且,这是全球第四个、亚洲第一个成功进入火星轨道的探测器。不仅如此,与中国、日本一样,印度有着完备的载人航天、月球探索和火星探测计划。从这个意义上说,印度在太空探索本文由论文联盟http://www.2868631.com收集整理上带有明显的第二梯队的特征。
  中国太空项?#31185;?#27493;时,美国已经完成了载人登月。目前中国的太空项目经费,仅相当于美国的1/10。无论从哪个角度看,中国与美国平起?#38454;?#30340;判断都?#29615;?#21512;事实。但国际社会之所以有这样的观感,关键在于近年来中国在太空探索上步伐稳健、进展迅速。以载人航天为例,有学者把2003年中国首次载人航天,?#28216;?#31532;二个“太空时代”到来的标?#23613;?#20107;实上,中国也是自那时起唯一一个在载人航天上有所建树的国家。
  载人航天之所以重要,不仅在于它是综合科技实力的体现,在受关注度以及政?#25105;?#20041;上,也是无人探测?#29615;?#27604;的。所有人都知道美国是第一个实现载人登月的国家,但人们并不太关注苏联是第一个把无人探测器送上月球的国家。除了国际空间站项目,美国这些年在载人航天上没有任何新的动作。2011年航天飞机?#33368;?#21518;,美国不得不以每位航天员7000万美元的价格,向俄罗斯购买“联盟”号飞船的座位,才得以往返国际空间站与地球之间。
  2013年12月14日,中国的“玉兔”号月球车成功登陆月球,成为1976年以来首个在月球实现软着陆的无人探测器。奥巴马政府上台以来,取消了小?#38469;舱?#24220;时期制定的包括重返月球在内的“星座计划”,事实上冻结了载人航天。针对中美太空实力对比,美国战略与国际研究中心学者詹姆斯·刘易斯认为,如果中国“赢”,那将不会?#19988;?#20026;更好的技术,而是更好的战略和更坚定的承诺。“中国擅长设定目标、投入资源,然后?#20013;?#22320;向目标迈进。相比之下,令人担忧的是美国可能失去了经营大型国家项目的能力。”
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  格局在变
  太空探索格局正在悄然发生变化。还?#19988;?#32463;费为例,梳理欧洲空间研究所2011年至2015年的年度研究报告可以发现,2010年至2014年,全球政府太空项目支出总体上呈明显的上升趋势,从2010年的715.0亿美元增?#25317;?014年的791.7亿美元,但美国无论是政府支出的绝对数量还是在全球的占比都在一路下滑。2010年美国政府太空项目支出占全球67.6%,2014年下降为54.3%。而且,在太空项目支出占GDP的比例上,美国?#27850;?010年的0.33%?#25269;?014年的0.25%。
  在太空项目支出上,美国政府投入下降的同时,处于第二梯队的欧洲、俄罗斯、中国和日本太空项目经费却保持稳步增长。如果这个趋势?#20013;?#19979;去,美国太空项?#31354;?#24220;支出在全球的占比,没几年就会降到50%以下。历史地看,政府投入在?#32321;?#32654;国太空霸主地位上起着?#36127;?#26159;决定性的作用。1969年,美国国家航空航天局(NASA)预算达到历史最高?#25285;?#21344;政府?#26222;?#24635;预算4.5%。那一年,美国首次载人登月。冷战结束后,NASA年?#20173;?#31639;在政府预算总额中占?#20173;?#20063;没有超过1%。近十年来,更是?#25269;?.5%以下。


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<![CDATA[太空探索超有趣]]> Thu, 01 Jun 2017 06:30:38 GMT 太空探索超有趣

2016年10月17日7时30分,“神舟十一号”飞船发射成功。10月19日凌晨,飞船和“天宫二号”空间实验室?#36234;?#25104;功,形成神舟—天宫组合体。6时24分,在完成脱下压力服、换上蓝色工作服等一系列准备之后,景海鹏和陈冬两位航天?#27605;?#21518;进入“天宫二号”,开始了为期30天的中期驻留试验。在这30天的太空之旅中,航天员?#23478;?#38754;临和战胜哪些挑战呢?
  失重环境下的饮食
  地面上吃饭十分随便,但处于航天器中的失重环境下,吃饭都成为了一项挑战。载人航天早期,大家对太空环境不熟悉,误认为不能吃固体?#31216;罰?#25152;以吃的都是果酱和肉羹之类的流质?#31216;貳?#32463;过多次太空飞行试验后,人们加深了对失重环境的认识,?#31216;?#31181;类也愈加丰富。随着航天?#31216;?#25216;术的进步,我国的航天?#31216;?#31181;类已从2003年杨利伟时期的二三十种增?#25317;?#29616;在的一百多种,包括主?#22330;⒏笔场?#21363;?#22330;?#39278;品、调味品和功能?#31216;?#20845;大类。考虑到长期太空飞行可能导致食欲不佳,太空?#31216;?#36824;可以依据航天员?#21335;?#22909;进行配置。例如,太空?#31216;?#20013;特意为航天员配备了米粥等清淡的?#31216;罰?#33322;天员还可以享本文由论文联盟http://www.2868631.com收集整理用甜点和饮料。以“天宫二号”为例,为了保证两名航天员能吃到热腾腾的?#20849;耍?ldquo;天宫二号”上特意配备了?#31216;?#21152;热器。
  航天?#31216;?#19981;但搭配讲究,吃起来也比?#19979;櫸场?#39318;先,?#31216;?#21644;餐盘都得固定好,否则会飘起来,“天宫二号”上便专门设计了一个“小饭桌”,可供固定餐具。吃饭时也要小心,万一飘浮的食物?#24615;?#34987;吸进气管可不是好玩的,所以航天员一般是把食物一口塞进嘴里吞下去。吃?#29615;奖悖人?#20063;不例外,太空失重环境下没有重力,水不会流出来,水在表面张力作用下还会形成一个水球。航天员?#20154;?#20063;是有技巧的,不能倒水喝,而?#19988;?#23558;水从水箱里加压挤出来,通过饮水器?#20154;?#36825;就像我们?#26790;?#31649;?#20154;?#19968;样。从水袋里挤出来的水会成为水球,如果有雅兴,航天员还可以一口吞下飘在空中的水球,这是我们这些生活在地面上被重力“束缚”的人可望而不可即的“小游戏”。
  尽管饮食任务艰巨,其过程也?#29615;?#20123;许的趣味,但太空工作才是此次航天任务的重点。景海鹏和陈冬两位航天员进入“天宫二号”工作的第一天,因为任务繁重,他们在热了面条后竟忘了吃,好在他们零食吃得多,不会饿肚子。
  太空工作趣味多
  除了饮?#24120;?#33322;天员的工作也十分有趣。此次太空任务中将进行大量空间科学实验,例如,航天?#21329;?#25105;们这个原农耕民族的特色带到了太空,在“天宫二号”上进行高等植物培育实验。培养植物?#25172;心?#21335;芥和生菜这些从种?#25317;?#32467;出种子整个周期仅需30天的速生蔬菜,也有水稻这种生长期长达几个月的主食作物。航天员使用专门设计的培养箱,利用三色LED人造光?#27425;?#26893;物光合作用提供能量。速生蔬菜在太空结出的种子还将由航天?#36125;?#22238;地面,观察太空失重和辐射环境对它们的影响。既然太空和地面环境不同,这些植物在太空是怎么生长的呢?由于失重的影响,它们可能像地面上一样正着长,也可能斜着长,甚至可能匍匐着长,真是有趣得很。
  太空失重环境中人会行动不便,执行工作颇?#24515;?#24230;,要是能“我?#25216;次业?rdquo;该有多好。10月21日,航天员在“天宫二号”上进行了太空脑机交互实验。在这次实验中,航天员的思维活动可以转化为操作指令,有助于提高航天员完成复杂任务的能力,这也是人类历?#39134;?#39318;次进行太空脑机交互实验。
  航天员们除了兢兢业业地完成预定的科学试验外,还带去了科普实验项目。比如香港中学生设计的太空养蚕项目,6只蚕宝宝也同景海鹏和陈冬两位航天员一起搭乘“神舟十一号”上天。航天?#26412;?#28023;鹏在太空中取出蚕宝宝,牵着蚕丝“遛”蚕的一幕,让人忍俊不禁,也让中小学生感受到了太空失重环境的独特魅力。
  适应太空环境
  在太空的失重环境下,蚕宝宝被“遛”得晕头转向,航天员同样也要面对失重环境下会发生的头胀、鼻塞和眼部充血等症?#30784;?#20154;类作为习惯了重力的生物,在地球上走路是一种本能,但在太空中学会走路却是一项挑战,需要进行专门的训练。在太空中,没有重力就没有了相应的摩擦力,手脚轻轻一动就会飘起来,?#19988;?#24590;么办才好呢?“天宫二号”内部安装了很多手脚限位器,将手和脚伸入其中勾住,人体“漫无目的”的飘动便会受到限制,航天员正是通过固定自己的方式来进行工作生活的。
  神舟—天宫组合体的内部环境和地球环境差别巨大,那航天员是怎样调整作息的呢?事实上,此次两位航天员的作息也是按照地面时间进行的,“天宫二号”内规定了6+1的工作制,也就是每周工作6天休息1天,休息时间可以做自己?#19981;?#30340;事情,比如?#36828;?#29305;的视角?#32435;?#31070;秘的太空和梦幻的地球,观看自己?#19981;?#30340;电影和电视,还可以和家人通话。在“天宫二号”上,两位航天员观看了《新闻联播》,阅读了《解放军报》,依靠遍布全球的测控站和天?#27425;?#26143;,即使天地相隔,他?#19988;?#33021;做到知天下、晓大事。
  合理的作息时间安排是为了更好地工作,太空失重环境对航天员的身体多有考验,所?#36828;土?#20063;是必不可少的一环。执行各项航天任务的航天员不仅要穿上独特的“企鹅服”,防止肌肉萎缩等问题,还要通过骑自行车进行?#22303;叮?#32500;持身体正常的生理机能。航天?#22868;?#20351;?#26469;?#22826;空,生了病照样有办法应对。“天宫二号”上配备了天地远程?#25605;?#20250;诊系统,可以由地面的医生对航天员身体状态进行会诊,为航天员在轨道飞行过程中提供?#25605;?#20445;障。看来“天宫二号”太空舱里果然汇聚了众多让人惊叹的高科技呢!

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<![CDATA[“太空探索”展厅大揭秘]]> Thu, 01 Jun 2017 06:30:10 GMT “太空探索”展厅大揭秘

听说,中国科技馆刚刚完成了“太空探索”展厅的更新改造,大家是不是?#35745;?#19981;及待啦?到底?#21152;心?#20123;?#27599;从?#22909;玩的展品呢?下面我就带大家去一探究竟。
  这次新“太空探索”展厅从“飞天之梦”“登天之梯”“人造卫星”“载人飞天”“奔向月球”“迈向深空”等六个方面的主题,展示了世界最新的航天科技发展动态和技术成果,参观者不仅能感受我国北斗导航、高分卫星、载人航天、探月工程等伟大的航天成就,还可以亲身体验“航天员训练”“太空行走”“月球科考”等项目,好东西真是不少!
  航天科技文物亲密接触
  瞧,那不是“天宫二号”空间实验室和“神舟十一号”飞船嘛!这个?#36234;?#22312;一起的1:1仿真模型内,实验设施齐全,完全模拟真实情况。从本文由论文联盟http://www.2868631.com收集整理?#27927;?#35266;看美丽的太空,24小时可有16次日落和16次日出哟!三个小伙伴在返回舱里分工协作,一起完成?#36234;?#20219;务吧?#36824;?#36947;舱里,?#35813;?#33322;天员正在往返“神舟十一号”飞船与“天宫二号”空间实验室,快和他们打个招呼;再去“天宫二号”实验室里感受一下航天员的工作和生活。
  除了这个近20?#22766;?#30340;大?#19968;錚?#23637;厅里还请到了很多“大腕”:火箭发动机、“东方红四号”卫星、航天服、“神舟一号”载人飞船返回舱、嫦娥系列卫星探测器及“玉兔号”月球车……别小瞧它们,这可是执行过航天任务的真?#19968;錚?#23646;于珍贵的科技文物,大家终于可以一饱眼福啦!
  虚拟现实体验身临其境
  看过了真?#19968;錚?#20877;来进行最新的虚拟现实航天体验吧!
  坐在振动座椅上,带上VR(虚拟现实)头盔,你?#36335;?#32622;身太空,可以模仿航天员出舱进行太空行走,去体验太空维修工作的复杂与不易;驾驶先进的环形月球?#25285;?#22312;虚拟场景中控制月球车行驶,开展月球阴影区水?#35797;纯?#23519;、月岩收集等科学考查,翻越月面各种地形,沿途可以看到多种月球地貌。
  而在火星漫步项目中,你将以第一视角置身于火星场景之中,在规定时间内开启一段火星漫步之旅,开展如修补火星基地、展开太阳能电池板、土壤取样等指定任务。
  先进的虚拟现?#23548;?#26415;与航天任务的完美结?#24076;?#19968;定会带给你身临其境的震撼体验!
  太空探索任务目不暇接
  什么样的发射速度才能保障航天器顺利升空?如何策划一个火箭发射任务?我国航天任务?#21152;心?#20123;运载火箭,如何选择?#23460;?#30340;火箭发射场?火箭由哪几个部分组成,火箭发射过程究竟是什么样?“北斗”卫星导航系统如何定?#40644;怠?#33337;舶和飞机的位置,?#25512;?#20182;导航系统相比有什么优势?卫星对载荷装置和能?#30913;?#32622;有什么要求?你能设计一款符合任务要求的卫星吗?如何控制月球车着陆……
  航天任务纷繁复杂,航天工作者一丝?#36824;丁?#20320;可以体验多个互动?#20272;潰?#22914;宇宙速度、发射任务策划、北斗导航、遥?#22411;?#20687;识别、卫星设计师等等,完成一个个具体的航天任务,从中体验航天工作者的科学精神。
  参观完毕你肯定会对航天知识如数家珍!
  科技?#23548;?#27963;动开启梦想
  最后,在新展厅的“太空秀场”内,还准备了丰富多彩的航天主题?#36867;?#27963;动。静下心来拼装一个小火箭,了解尾翼形状对火箭飞行的影响;或者从外星人视角看地球,感受地球母亲正面临的生态危机;参与火星?#20173;?#39033;目,进行火星车设计和制作,与其他团队进行一场创意设计大PK;在太空紧急情况下进行水资源净化与循环利用的工作,协助自己和团队渡过?#21387;亍?
  大家一起在精彩的活动中动手?#23548;?#36793;做边学,全面?#22303;?#31185;学和艺术思维,提升创新创造能力。
  心动了吗?快来中国科技馆体验和探索航天科?#21450;桑?/p>]]> <![CDATA[太空探索正在进入航天器集群时代]]> Thu, 01 Jun 2017 06:25:08 GMT 太空探索正在进入航天器集群时代

自20?#20848;?0年代以来,随着微电子、微机?#23548;?#26415;?#35813;?#21457;展,信息产业发生了翻天覆地的变化,计算机外型越来越轻?#26705;?#21151;能也越来越强大。依?#31354;?#20123;技术的进步,航天器也逐渐向小型化、低成本的方向发展。90年代以來小卫星技术出现,其优势也越来越明显。一方面,以美国、欧盟为首的航天大国已经将现代小卫星技术列为航天技术发展的重点领域之一;另一方面,多颗小卫星协同工作完成复杂太空探索任务已成为当今国际航天领域的一个研究热点,航天器集群的应用与开发必将成为未来国际太空发展的战略重点。
  随着小卫星的发展,微纳航天器渐渐地成为了航天领域一个热点问题。由于微纳航天器采用了大量的高新技术,具有功能密度与技术性能高、投资运营成本低、灵活性强、研制周期短、风险小等优点,在计算机网络技术的启发下,由多颗微纳航天器编队飞行而构成的“空间飞行集群”的概念?#36824;惴航?#21463;,并迅速成为航天领域学术研究的焦点。
  目前,在天文观测、深空探测、对地勘测以及空间技术验证任务方面,美国国家航空航天局、德国宇航中心、欧洲空间局、日本宇航事业部以及中国航天局相继提出并逐渐实施各式各样的航天器集群计划。未来航天器集群飞本文由论文联盟http://www.2868631.com收集整理?#24515;?#24335;必然会成为宇宙探索和空间应用领域的主流。
  航天器集群概念的产生
  “航天器集群”这?#20013;?#27010;念主要来源于对昆虫群体的观察。自然界存在很多集群性昆虫和生物,比如蜜蜂、蚂?#31232;?#22823;雁和鸟等,即使没有明显的类似于人类社会的组织级别,这些生物在大群体中仍然可以共同合作,完成很多复杂的工作。未来,这种集群技术,可以用于清理海洋石油管道、深海探索、军事侦察以及行星探测。
  根据文献分析结果可知,集群的概念已经引起国内外航天器设计和导弹设计领域的高度重视,如多弹拦截、智能卵石和小卫星编队等。如美国2008年启动的计划——“分?#38469;?#27169;块化卫星系统”也含有集群的技术成分,尽管项目计划困难重重,并且目前已经终止了,但世界各国的权威专家认为:“项目计划终止不等于这种理念终止,而这种理念将?#26469;妗?rdquo;
  直到今天,航天器集群还没有统一定义,但有一个共识,即航天器集群是一片被控制的卫星云,一个航天器集群是由多个航天器单体所组成,它们共同合作完成一个任务。在执行任务时,它们形成一个松散的聚集族,本着简单的行为和原则聚集在一起,好像昆虫群体社会。而学术界认为“任何一种受昆虫群体或其他动物社会行为机制而激发设计出的算法或分?#38469;?#35299;决问题的策略均属于集群智能?#20923;?rdquo;。由此可见,所谓航天器集?#28023;?#26159;指数量巨大,至少100颗,甚至数千颗航天器组成的群体。
  对于成百上千颗航天器组成的群体,其控制和管理就显得尤其重要,采用常规的集中式的航天器管理模式来管理数量巨大的集群系统显然是不现实的。所以,结合集群理论研究航天器集群系统,探索集群系统的应用,将会丰富和推动空间探索技术的发展。迄今为止,在集群理论探索方面,自组织聚集、自组织分散、连接运动、协同传输、模式构成和自组织建设仍然是热点问题。
  大多数的群体都存在一定的结构,内?#29378;?#21512;紧密的群体大多都有如层次等级结构,有些是社会分工造成,有些?#19988;?#33021;力高低区分,这种结构使得信息在群体间传播快速且有效,促使集体行为快速执行。不同的群体结构中,个体所发挥的作用也不一样,个体与环境、个体与个体之间的通信效率和通?#27431;段?#20063;随之不同,最终导致的群体效果也不同。集群系统应该具备一定的结构,这是建立信息通道、实?#25351;?#20307;交互的基础。这里的结构关系包括了结构形式、连接关系以及个体的地?#29615;?#24037;等。所以,未来航天器集群系统级也应该具有生物自然群的三种主要功能。

鲁棒性:航天器集群是在外界干扰和单体波动的情况下运行,协作是分散式的,且构成航天器集群的单体相对简单,载荷是分布的,因此集群对环境的扰动具有鲁棒性。
  灵活性:航天器集群中的单体?#24515;?#21147;协作其他单体完成任务,也?#24515;?#21147;在不同的组里工作,且支持大量单体的自主行为。
  扩展性和容错性:航天器集群是个冗余系统,单体的缺失可以立即由另外一个单体补偿,因此群中某一特定部分的?#25910;?#19981;会使其停止工作。
  纵观各式各样的航天器集群计划
  欧?#31449;?#30340;CLUSTER计划。CLUSTER于2000年8月发射,目前仍在运行。CLUSTER计划是由欧?#31449;?#25552;出的,由?#30446;?#30456;同的卫星组成,这?#30446;?#21355;星运行于大椭圆地球极地轨道,轨道近地点和远地点高度分别为19000km和119000km。在实施CLUSTER太空计划之前,一般情况下是采用单个航天器对空间环境的局部区域进行探测,?#27604;?#20063;有特例,极少数的情况下采用了双星探测,因此在对地球近地空间环境进行探测时无法在三维的视角下完成。然而,CLUSTER计划的成功实施,为地球空间探测领域开辟出了新的路径。CLUSTER计划在太空中采用了一个四面体的空间?#26377;?#36827;行编队飞行,并可根据不同探测任务对其星间距离进行调整。这种航天器集群能够监测太阳离子和地球磁场之间的交互作用,从而得到太阳和地球电磁交互的三维模型。


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<![CDATA[射电天文学与FAST望远镜]]> Fri, 28 Apr 2017 16:44:54 GMT 射电天文学与FAST望远镜

最近,伴随着一则振奋人心的新?#29275;?ldquo;射电望远镜”和“射电天文学”两个名?#26159;?#28982;走进了普通民众的?#21491;啊?#36825;则新闻是这样的:
  2016年7月3日上午,位于中国贵州省黔南州平?#26009;?#20811;度镇金科村大?#30524;剩?#35835;作dàng,意为塘、水坑)的500米口径球面射电望远镜(FAST,Five hundredmeters Aperture Spherical radio Telescope)的最后一块三?#20999;?#21453;射?#24471;?#24320;?#35745;?#21514;,并在索网上面安放到位。至此,FAST球面上的全部4450块反射?#24471;?#22343;已安装完毕,望远镜的建设和组装工作宣告结束,接下来将进入调?#36234;?#27573;,并于2016年9月正式投入使用。届时,FAST的超高灵敏度和高分辨率将助力中国的射电天文学迈向世界前?#23567;?#21516;样是挂着“望远镜”的名号,FAST?#20174;?#25105;们日常熟悉的天文望远镜有很大不同。首先,FAST 的口径非常大, 达到了500米,即便是观测时的瞬时有效口径?#27850;?#21040;了300米。而地面上的光学望远镜口径一般很难超过10米,否则因镜片自身的重量引发的?#24471;?#21464;形对其?#19978;?#36136;量会有显著影响。其次,FAST似乎?#36824;?#23450;在了一个大山坳里,而不是像天文望远?#30340;?#26679;被安装在某种脚架上。即使是德国的口径100米的玻恩射电望远镜,也有一个可以令其“摆头”的支架。那么,FAST究竟是一台怎样的设备,又能在哪些领域帮助中国的天文学家取得领先世界的成果呢?为了了解这些,先?#26790;?#20204;一起回顾天文学领域中相对年轻的一?#27431;种?#23398;科:射电天文学。 本文由论文联盟http://www.2868631.com收集整理这是一幅FAST望远镜在组装工作临近完成时的航拍实?#24052;迹?#21487;以看到它庞大的主体被黔南?#33655;?#29615;绕。十几年前,仅有几十户村民住在这儿,而且不通电,老百姓的生活基本与现代文明隔绝。
  现代物理学起源于牛顿在1687年出版的《自然哲学之数学原理》一书,化学起源于中国的炼丹术和西方的炼金术,微生物学起源于列文·虎克发明?#21335;?#24494;镜,但没有人能?#30331;?#26970;天文学何时何地起源于何人的研究。历?#39134;希负?#25152;有的古文明都曾经独立地发展过自己的天文学,只是,当时的视界必然受限于那个年代的观测手段,而这种局限性在天文学的发展?#39134;?#34920;现得尤为突出。总体来讲,人类天文学?#39134;?#24635;共有三次观测手段的革新。首先是1610年,意大利物理学家兼天
  文学家伽利略发明了第一台光学望远镜,使人类得以突破自身生理局限(正常人在暗夜中瞳孔能够张开的最大口径,为七八毫米),大幅提高了人们在可见光波段的集光能力。目前,经过了300多年的技术发展,以哈勃空间望远镜为代表的顶尖仪器已经能够令我们观察到宇宙大爆炸后最早一批诞生的星系。如此不可?#23478;?#30340;成?#22303;?#20154;类引以为傲的同时,也证明了可见光天文学有其自身的极限,在未来难有前沿性的突破。
  天文观测手段的第二、第三?#25351;?#26032;是有关联的,它们都源于19?#20848;?#40614;克斯韦的经典电磁理论。当时,麦克斯韦敏锐地指出了光其实是一类波长?#27573;?#26497;其狭窄的电磁波,在可见光之外,自然界或许还存在其他波长的电磁波。这样的预言?#36335;?#24320;启了一扇通往巨大未知世界的?#30414;В?#20154;们迫切地想知道那些比红光波长更长,或者比紫光波长更短的“不可见光”的世界是什么样的。只是,要想突破十?#25954;?#24180;来的生物进化限制,去自由感受不同波长的世界谈何容易。地球上的生命选定波长0.4微米至0.7微米的电磁波作为可见光有其背后的原因,那就是我们的太阳。它最强的能量辐射段正好落于可见光的中心:黄光波段。在自然界中,唯有像恒星内部的核聚变那样的物理过程才可能产生可见光,因而在夜空中能被人们直接观察到的目标大都是恒星、星系,或者是被恒星光芒激发的星云等。然而,宇宙中的绝大部分地方显然都不具备恒星内部的物理环境,而是处在某种低温、空旷的亚真空状态。那里的亚真空比地球上最好的实验室能够制造的真空还要空。根据维恩定?#26705;?#37027;是毫?#25758;ā?#21400;?#25758;ǎ?#29978;至?#25758;?#30340;世界。射电天文学由此初露?#22235;摺?
  最早辨识出天文学的无线电波源完全是个意外。那是在20?#20848;?0年代早期,美国贝尔公司的研究员卡尔·央斯基在使用巨大的定向天线研究短波噪声的分?#38469;?#21457;现,当天线逐渐靠近银河方向时电磁干扰逐渐增大,并且在人马座方向达到极?#24608;?#20182;还发现这种噪声干扰会随地球自转,于23小时56?#31181;櫻?#19968;个恒星日)内完成一?#31181;?#26399;性变化。他最终得出结论,认为这种始终存在的短波本?#33258;?#22768;应当是来自银河系的某种?#20806;?#27874;。奇怪的是,他当时并没有在短波噪声里发现太阳的踪迹。直到数年后,第二次世界大战进行得如火如荼之际,一位英国的陆军研究员才在甚高频军?#32654;?#36798;中监测到了来自太阳的强?#19994;?#30913;干扰。而在此之前,天文学家已经寻找太阳的射电信号很多年了,均没有收获。这一消息直到1946年才公之于众。天文学家查阅了当时太阳的活动记录,得知那几天恰巧有一枚大黑子经过日轮中心。这次的意外证明了两件事:第一,前人明显低估了太阳的射电发射?#24503;剩比唬?#20854;中还有甚高?#36947;?#36798;制造技术上的困难;第二,太阳的射电干扰与日面活动的光学现象是有联系的。自?#33368;?#21518;,英联邦国家陆续开展了一系列针对太阳的射电观测
  工作,基本弄清了太阳在射电波段辐射强度的变化规律。
  “二战”结束以后,同射电天文学蓬勃发展相呼应的是X射线和伽马射线天文学的?#20284;稹?#19981;过,由于地球大气的观测窗口制约,这两门学科必须借助火箭的力量将观测仪器送往宇宙空间。这无疑大大提高了该领域的研究成本。不过,最终结果是非常值得的。X射线和伽马射线是比可见光波长短得多的电磁波,因而常常与某些极端暴?#19994;?#29289;理过程相联系,例如超新星爆发、?#26053;?#26143;体碰撞、黑?#27425;?#31215;等等。激?#19994;?#29289;理环境常常蕴含着物理学的新知,因此该领域成为天文学家
  趋之若鹜的对象也就不足为奇了。值得一提的是,眼下我们正在经历第四次天文观测手段的革新。这便?#19988;?#21147;波的加盟,它极有可能为我们带来宇宙深处关于黑洞合并、暗物?#20351;?#25104;等方面的信息,并且引发新一?#20540;?#35206;性的天文认知巨变。未来结果如何,我们拭目以待。


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<![CDATA[晚清天文学译著?#30701;?#22825;》之翻译策略探究]]> Fri, 28 Apr 2017 16:43:24 GMT 晚清天文学译著?#30701;?#22825;》之翻译策略探究

一、?#30701;?#22825;》的翻译背景
  晚清天文学译著?#30701;?#22825;》译自《天文学纲要》(Outlines of Astronomy),该书是19?#20848;椭?#21517;天文学家?#24049;?middot;赫歇尔(John. F. W. Herschel, 1792-1871)于1849年为天文爱好者所作的一部天文学作品。?#30701;?#22825;》在近代天文学?#39134;希?#26159;最重要的一部译著,由李善兰与英国传教士?#20658;已?#21147;(Alexander Wylie 1815-1887)合译而成,是一部自成体系的天文学学术著作,不同于普及读物《天文略论》与《天文问答》,该书在于其学术性和知识?#21335;?#32479;性。该书据原本1851年新版译出,1859年由墨海书局刊刻发行。十五年后,徐建寅?#32844;?871年新版的最新天文学成果补充进去,1874年由江南制造总局出版了增订版。
  第一次鸦片战争之后,整个中国满目疮痍,内忧外?#36857;?#31215;贫积弱。民族危机不仅使近代中国人民饱受西方?#26143;?#30340;欺压,而且也给清朝统治集团造成极大的震撼,引发了集团内部有识之士开始自我反思和正视西方国?#19994;南?#36827;技术,他们开始倡导学习和引进西方科学技术,试图通过“师夷长?#23478;?#21046;夷”的策略,达到?#38887;?#22270;存的目的。西方宗教在华传播禁令被取消之后,大量西方传教士纷?#21478;?#26469;,他?#21069;?#20256;播西方的科技知?#24230;?#20837;到传播教义之中,向中国人灌输和渗?#36212;?#25324;宗教在内的价值观和文化观。学习西方“长技”,首先就要克服语言的?#20064;?#32763;译也就随着?#38887;?#22270;存背景下学习西方“长技”应运而生。对于天文学而言,同其他许多学科一样,自鸦片战争起,中国天文学开始由传统向近代转变和过渡。本文由论文联盟http://www.2868631.com收集整理这种转变与西方近代天文学的输入是分不开的。随着西方近代天文学的输入,中国传统天文学逐渐走向终结。而在这种转变过程中,西方近代天文学著作的翻译出版起着重要作用。
  二、?#30701;?#22825;》对天文学术语的处理方式
  “外国传教士口译,中国人笔述”是中国近代早期翻译方法的基本特征,二者构成了近代早期的翻译主体。?#30701;?#22825;》并不是对原著进行简单、机械的翻译,而是为了使当时的天文学爱好者能更好地理解和接受西方近代天文学知识,在语言方面进行的再加工。?#30701;?#22825;》对当时的许多中国人来?#23548;负?#26159;天书,很多天文学术语和天文知识对于他们来说都是闻所未闻的,因此如果想在中国传播先进的西方近代天文学知识,打破传统落后的中国?#35834;?#22825;文学的束缚,达到科技兴国的目的,必须采用相应的翻译策略来处理天文学术语,重新组织内容和背景知识,来帮助中国读者更好地理解西方天文知识。
  (一)李善兰运用“归化”的手段来处理天文学术语的翻译。
  所谓“归化”是指译者在翻译过程中以目的语文化为归宿,使?#20174;?#25991;本符合译入语言的文化价值观,为了目的语文化读者能更好地理解和接受翻译作品而采用的一种翻译策略。?#30701;?#22825;》中对于西方天文学术语的归化翻译策略具体表现在以下几个方面:
  1.通过采用“改译”、“删述”等翻译手段来处理一些对当时的读者来说比较陌生的天文学术语或者名词,便于他们更好地理解天文学知识。
  “DEF.8. Parallels of Latitude are small circles on the earth′s surface parallel to the equator. Every point in such a circle has the same latitude. Thus, Greenwich is said to be situated in the parallel of 51o28′40.”
  凡地球面与赤道平行之诸小圈,为赤纬圈。圈之各点纬度皆同。如顺天府在……纬圈上?#19988;病?
  译文并没有将“Greenwich”处在北纬线上这一例子加以翻译,而是巧妙地用“顺天府”亦在北纬线上这一事?#23548;右?#26367;代。当时的中国人对外界知之甚少,对“Greenwich”这一地名完全没有概念,而“顺天府”则是明清时期的北京地区,国人皆知,因此通过改译,使读者对“纬度”这一概念有了更加直观和深入的了解。
  李善兰和?#20658;已?#21147;并没有完全按照原著,把各?#38470;?#32763;译成中文,而是删述了一些晦涩难懂,对译文效果影响不大的?#28201;?#25991;字,这样使得译文更加浅显、明了和严谨。比如,原著第二章第90段:
  “DEF.9. The longitude of a place on the earth′s surface is the inclination of its meridian to that of some fixed station referred to as a point to reckon from…”
  在?#30701;?#22825;》中并没有?#19994;?#19982;之相应的译文,因为该段文?#24544;?#26087;在介绍有关“Greenwich”的情况,对读者了解经度的概念并没有多大的影响,故在翻译时,译者并没有使之与源文一一对应,而直?#30001;?#20943;了这部分内容的翻译。
  2.“凡年月日时,原本?#26434;梦?#22269;法,准伦敦经度;今用中国法,准顺天经度译改,以便读者”。年、月、日、时、分、秒等时间在原本中往往以欧洲通用的英国格林威治时间为准,翻译成中文时,李善兰和?#20658;已?#21147;根据中国读者?#21335;?#24815;,换算成中国历?#26705;?#20197;“中国年号、农历月日、时、刻、秒”的?#25215;?#35760;时。
  “DEF.10. The Tropics are two parallels of latitude, one on the north and the other on the south side of the equator, over every point of which respectively, the sun in its diurnal course passes vertically on the 21st of March and the 21st of September in every year. Their latitudes are about 23o28′ respectively, north and south.”


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<![CDATA[天文学研究与人工智能]]> Fri, 28 Apr 2017 16:42:43 GMT 天文学研究与人工智能

天文学是一个很好玩的学科。天文学带动了高新技术的发展,澳大利亚的天文学家?#24049;?middot;奥萨立文,他发明了我们现在常用的WIFI。英国的天文学家、?#24403;?#23572;奖获得者马蒂莱尔发明了综合孔径?#19978;瘢?#23427;用于大地测量、遥感和雷达,观测的原理是中国孔径?#19978;?#30340;天文原理,这个技术用于平时的CT核磁?#33329;?#20197;及PET发射断侧扫描等医学上。
  天文学是社会公众最?#34892;?#36259;的一门科学,根据联合国教科文组织的统计,2009年的国际天文年活动有148个国家80000多人参加。今年我们天文台有一篇关于李波的科普论文,公众反映非常强烈。而美国国家科学委员会的研究报告也称,在小学和中学参与过天文学相关的学习和?#23548;?#27963;动的学生,今后更有可能选择科学和技术方面的职业,而且他会一?#36125;有?#21040;老都关注科学的发现。
  天文学是一门数据驱动的科学。无论是在观测上,还是在数字模拟方面,早在十多年前,天文学就已经进入了大数据的时代。我国天文领域的第一个国家重大科技基础设施郭守敬望远?#24471;?#22825;晚上巡天的观测可以获得上万个天体本文由论文联盟http://www.2868631.com收集整理的光谱,2009年落成至今已经获得了500多万个天体的光谱,比国内外其他望远镜有史以来获得的光谱数的总和还要多。因此,我们应该拥有世界上最大的天体光谱库。
  我国全面参与的重大的国际合作项目叫“平方公里望远阵”(SKA),每秒钟将产生50TB的科学数据,大数据为天文学的发现和创新提供了广阔的空间,?#27850;?#26469;非常多技术挑战,涉及到数据的采集、传输、存储、处理分析以及开放共享各个环节。今天,国家天文台、阿里云充分利用各自在天文学、云计算、大数据领域的优势开展了跨领域的战?#38498;?#20316;,合作的方面非常多。我们共同开展云计算和大数据环境下天文应用软件和服务开发,共同完成中国虚拟天文台上云项目,打造全生命周期的天文大数据管理与开放共享平台,通过互联网实现数字宇宙与大众共享目标,共同建设国家天文台阿里云天文大数据联合研究中心,针对光学天文、射电天文、数字模拟和数据挖掘等领域的大数据技术与应用需求开展深度合作。
  近期,中共中央政治局就实施网络强国战?#36234;?#34892;第三十六次集体学习,?#30333;?#20070;记强调要加快推进网络信息技术的自主创新,强调要以数据集中为途径,建设全国一体化的国家大数据中心,推进科技融合、业务融合、数据融合。所以双方的跨界融合是科学大数据与阿里?#21697;?#23500;资源和深厚技术的融合。我们的合作不但能在天文学上结出硕果,也能实现?#30333;?#20070;记给国家天文台提出的要求。
  中国科学院国家天文台是由北京、云南、?#38470;?#21513;林四个天文台和一个在南京的天文观云技术研究所组成的,有分布在海内外的30多个观测基地和野外台站,也有几十家各个波段的大小望远镜。国家天文台是集天文学前沿研究、天文技术方法与创新应用,重大科学装置建造与运行、国家月球升空探测“四位一体”的综合性国立天文研究机构。
  预祝我们与阿里云的合作取得成功。

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<![CDATA[台湾天文学及天体物理学研究现状(上)]]> Fri, 28 Apr 2017 16:41:59 GMT 台湾天文学及天体物理学研究现状(上)

主要观测及研究机构
  天文学及天体物理学研究分为?#23548;?#22825;文观测与理论分析探讨两大类。由于台湾岛内缺少独立建造大型天文望远镜的经济和技术能力,以及当地?#27827;?#29615;境导致温湿?#27604;?#22810;云的的地理气候条件不?#23460;?#24320;展天文观测,因此除在?#25105;?#40575;林山上建有4座口径仅50厘米的小型天文望远镜和一具1米口径的中型天文望远镜外,其余观测设备都是通过在外国与其他天文台或天文国际组织合作建造的方式来取得,包括位于美国夏威?#25343;?#32435;基山的次毫?#25758;?#38453;列射电望远镜和宇宙微波背景辐射阵列射电望远镜,以及位于格陵兰的12米射电望远镜和目前正在建造中的位于智利阿塔卡玛沙漠的大型毫?#25758;?#21450;次毫?#25758;?#38453;列射电望远镜,台湾都只是众多参与者之一,仅拥有这些天文观测设施的部分使用权力。
  鹿林天文台位于?#25105;?#21439;阿里?#36739;?#21450;南投县信义乡交界处,地处玉山公园之内,海拔2,862米,位于逆温层之上,光害和?#31454;?#36739;小。由于纬度低,接近赤道,可以观测到较宽广的?#27573;В?#21253;括日本、韩国等国家观测不到的南半球天体。尤其是沿着夏威夷的大天文台,向西到台湾,中间没有任何观测站,因此鹿林天文台成为国际?#29616;?#35201;的观测点之一。
  该天文台由台湾“中央”大学在1999年设立,目前由该校天文研究所管理。从2003年迄今,研究人员发表了约80余篇被SCI收录的科学论文,发?#20013;?#34892;星数量近400颗,其中有7颗取得正?#22870;?#21495;,拥有命名权,当中已命名的三颗小行星分别叫“鹿林”、“中大”和“?#25105;?rdquo;,且在2007年首次由岛内的望远镜发现第一颗彗星“鹿林彗星”,创造台湾首度发现本文由论文联盟http://www.2868631.com收集整理彗星的纪录。近年台湾鹿林天文台还与大陆中科院紫金山天文台开?#36141;?#20316;交流,双方研究人员轮流在对方天文台从事观测研究。
  台湾“中央”大学天文研究所是台湾最早成立的天文研究与教学单位,有工作人员约20人,现任所长黄崇?#30784;8盟?#22825;文?#36867;?#19982;研究工作并重,并与美、德、英等国?#19994;?#30740;究机构共同参与泛星计划,受到国际天文学界瞩目。目前?#30431;?#27491;在筹划建造新的2米天文望远镜,作为该校“发展国际一流大学及顶尖研究中心计划”的重点项目,建成后将成东亚最大的天文光学望远?#25269;?#19968;。
  除“中央”大学外,台湾大学、新竹清华大学、新竹交通大学、成功大学等高校也在开展有关天文及天体物理学方面的教学及研究,但主要侧重基础理论方面。
  岛内最主要的天文研究机构无疑要数台湾中研院天文及天文物理研究所(简称中研院天文所)。?#30431;?#33258;1993年开始筹建,直到2010年6月才正式宣告成立,所址位于台湾大学校区内(天文数学馆大楼内),另在美国夏威夷设有办事处。首任所长为贺曾朴,现有31位研究人员,包括特聘研究员4人,研究员5人,副研究员11人,助研究员11人,每年还有100多名?#26790;?#23398;者、博士后研究人员和海外科学家来所内从事合作研究,主要研究方向包括河外天文学、恒星形成、星际与拱星介质(也称原行星盘)、天文尘粒物理、高能天文物理、理论及观测宇宙学、太阳?#23548;?#31995;外行星系统、天文仪器安装与测试等,每年均发表论文200余篇。
  2004年,?#30431;?#35774;立高等理论天文物理研究中心,最初位于新竹?#26143;?#21326;大学校园内,2013年迁至台湾大学,目的是将天文物理研究与教学相结?#24076;?#23558;研究成果整合融入岛内大学生及研?#21487;?#30340;?#36867;?#35838;程之中,培养下一代天文学家。自成立以来,该中心积极开展有关宇宙中恒星、行星、?#26053;?#22825;体、星系等起?#20174;?#28436;化问题的研究,包括流体动力学、磁流体动力学、天文化学、辐射转移等数?#30340;?#25311;,每年均举办一期冬季/夏?#24452;?#26399;课程、2到4次学术研讨会或各种规模的主题式课程,同时积极邀约外国?#26790;?#23398;者造访?#30431;?#20030;办学术研讨会与短期培训课程。
  重点发展射电天文学
  在天文及天体物理领域,台湾自上?#20848;?0年代开始,集中发展射电天文学及研发可见光与红外线天文观测仪器,努力打造一个射电天文仪器专业团队,参加外国的一些天文观测计划,目前取得的研究成果包括:利用各种射电观测数据绘制出超巨星猎户的图像;利用毫?#25758;?#38453;列研究恒星形成的各个阶段,包括形成前的分子云状态、无星体?#26053;?#26680;的早期塌缩阶段、中心密度极高的原恒星及大质量恒星的形成;探索无星体?#26053;?#26680;,发现无星体高密度气体云图像与正在塌缩的含原恒星气体凝聚物类似,但大小比正在塌缩的含原恒星气体凝聚物大数十倍;利用日本野边山毫?#25758;?#38453;列对邻近恒星形成区域的原恒星壳层进行观测,取?#26790;?#20110;金牛座及蛇夫星座17个原恒星的高解析度资?#24076;?#24182;发?#21046;?#20013;11个星源中有塌缩运动;利用美国加州伯克利-伊利诺-马里兰三校联盟毫米望远镜BIMA阵列,观测原恒星系统NGC1333IRAS4,藉氢氰酸谱线追踪分子喷流,发现在1个以上完整的循环后,喷流呈现周期性扭动型态;通过探测新恒星离子化气体发出的毫?#25758;?#21457;射线,研究处于生命阶段早期的高质量恒星─超?#26053;蹾Ⅱ区,以辨认年轻的高质量恒星形成区?#36824;?#27979;大麦哲伦星?#30340;?#30340;N113及小麦哲伦星?#30340;?#30340;LIRS36分子云;进行?#33329;?#28608;发机制在星系盘中作用、星系核心盘、碟形系统的粒子动力学、星系电磁场、星系盘扭曲及星系中央气体盘补充问题研究等。
  1996年,当时?#20889;?#20110;筹建中的台湾中研院天文所加入美国史密森天文台的次毫?#25758;?#38453;列(SMA)计划,在4000米高?#21335;?#23041;?#25343;?#32435;基((Mauna Kea)山上建造8座6米射电天线,其中?#38454;?#30001;台湾出资建造。该设施是全世界第一个次毫?#25758;?#24178;涉阵列射电天文望远镜,于2003年11?#38470;?#25104;启用,有4个观测波段,其基线可到达509米,具备各种光谱仪器,特别适合观测冷星际物质,可分析紧临年轻或老年恒星的低温云气、形成恒星或行星的吸积盘,以及外星系中的恒星剧增区。自启用以来,台湾科学家已先后发表关于探测冥王星的卫星卡戎、分析恒星周围喷流、勘测恒星形成区域的磁场、研究邻近星系的星系核,以及探测仅见于次毫?#25758;?#27573;观测的极高红移星系等方面的论文。
  2000年,台湾中研院天文所与台湾大学物理?#23548;暗?#26426;系合作,执行“宇宙学与粒子天文物理学研究”计划,由台湾中研?#27827;虢逃?#21644;科技主管部门共同?#25163;?#22312;夏威?#25343;?#32435;洛峰(MaunaLoa)3,400米处建造宇宙微波背景辐射阵列射电望远镜(英文简称AMiBA,也称“李远哲宇宙背景辐射阵列”,见图5),参加该计划的还有澳大利亚国家天文台以及其他外国大学。


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<![CDATA[他奔波22年为国?#22330;?#38149;”建成最强天文学设备]]> Fri, 28 Apr 2017 16:41:24 GMT 他奔波22年为国背“锅”建成最强天文学设备

最近天文学界有个大新?#29275;?#20030;世瞩目的中国天眼——地球上最大的“锅”,500米口径球面射电望远镜FAST终于建设完成了。FAST预计对国际同类设备至少可以保持20年以上的领先地位。
  如此大规模的望远镜的天然深坑,其中的技术难度层出不穷。在这背后默默付出的是一群顶尖的中国科学家,而其中的代表人物就是FAST项目的首席科学家、总设计师南仁东。
  对什么都好奇,都想学一学
  南仁东1945年出生于吉林省,?#26377;?#20182;的求知欲就十分旺盛,绘画、音乐、文学,他都?#19981;冻?#35797;一下。同时他还是一个艺术修养很高的学霸,1963年,南仁东以98.6的平均分成为吉林省理科状元,考入清华大学无线电系本文由论文联盟http://www.2868631.com收集整理,并将这个纪录保持了十年。
  上大学后南仁东也不甘心整天在实验室里搞研究,于是大串联时期他跑遍中国,从北京途经上海跑到广州,再从四川陕西甘肃一直越过天?#20581;?#27605;业后被下放到吉林长白山附近的?#23548;洹?
  他对一切自己不会的事物都有好奇心,看到什么都想学上一学,于是他对开山放炮、水道、电镀、锻造都非常的了解,最后成了厂里的无线电厂的技术科长。
  做了一段时间科长之后,南仁东对宇宙和星系产生了好奇心,于是他决定转行,考取了天文学的研?#21487;?
  无路可退,奇迹终成
  毕业之后,他为了学?#38454;?#20808;进的知识想要出国看看,于是来到日本做客座教授。
  正是在日本期间,南仁东第一次产生了建设FAST?#21335;?#27861;:“别人都有自己的大设备,我们没有,咱?#19988;步?#19968;个吧!”
  抱着这样简单而?#30475;?#30340;信念,南仁东放弃了在日本做客座教授的优渥薪水,动身回到了祖国。他不介意自己回来后的工资仅是在日本时的十?#31181;?#19968;,重要的是完成这件功在千秋的大工程。
  这也许就是他一生必须要背负的使命,带着这样?#21335;?#27861;,南仁东开始了不懈的努力,这一坚持就是22年。
  在没人关注这个项目的时候,是他到处寻找合作单位、拉到了项目资金。在项目遇到困难的11年间,是他踏遍贵州上百个?#30524;剩╠àng),终于寻?#19994;?#36866;合建设的土地……
  项?#31185;?#21160;之后,南仁东作为首席科学家变得尤为忙?#25285;?#20182;将自己定位为“一个战术型的老工人”。作为主设计师,FAST的每一个环节他?#23478;?#27714;自己亲力亲为,他的助理姜鹏说:“术业有专攻,在这个项目里,你要么不懂天文,要么不懂力学,要么不懂金属工艺,要么不会画图,不懂无线电,这些里面你能会一个就算不错了。但偏偏南仁东?#36127;醵级?rdquo;
  ?#30431;?#30340;话说:“能做这件不可能的事,只有一个秘诀,那就是?#20309;?#36335;可退,奇迹终成。”

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<![CDATA[光谱分析软件在天文学研究中的应用探索]]> Fri, 28 Apr 2017 16:40:40 GMT 光谱分析软件在天文学研究中的应用探索

21?#20848;?#20197;来,随着科学技术的不断发展,人们对于科学信息及宇宙探索的渴望,使得天文学以惊人的速度快速发展。天文观测进一步从可见光、射电波?#21355;?#23637;到包括红外、紫外、X射线和γ射线在内的电磁波各个阶段,形成了全波段天文光谱学,并为探索各类天体和天文现象的物理?#23616;?#25552;供了强有力的观测手段。
  一、光谱分析数据的形成
  对于天体光谱分析数据的有效研究表明,光谱分析数据是按照波长的有序排列来表示的天体电?#27431;?#23556;,是一系列有连续性的数据,在每一处的波长中所对应的的有效流量是不同的。天文学家利用光谱信息软件,可以对宇宙中物质的分布特征进行相关研究及数据收集,同时可以对天体的形成及随时间的演化等重大科学问题进行初步的探索,并为进一步的探索打下坚实的基础。
  二、光谱分析数据的特征提取方法
  特征提取是光谱分析软件应用中的一个重要环节,也是对光谱数据进行挖掘的重要一步。对于海量天体光谱数据处理的效率及准确性有着重要的影响,这一环节中包括转换和选择两个步骤,首先着重提取与目标有关的信息并进行数据成分分析,剔除与当前任务无关的信息,随后将提取的信息转化为适合分析研究的表达方式,以供研究,在这里主要介绍三种特征的表达方式?#21644;?#35745;?#25216;?#27861;、特征谱法、谱线法。
  2.1统计?#25216;?#27861;
  这是在目前的?#23548;?#25506;索中,应用最广泛的一种提取方式,它的优点是便于操作及使用。使用过程是对天体辐射能量进行分解、重本文由论文联盟http://www.2868631.com收集整理组和取舍,尽可能的去除冗余和噪声,并及时的将信号进行转化。
  2.2特征谱法
  特征谱法可以看作是人工"光谱",主要包括两种构造方法:一种是强调频谱特征的准确表征,相关研?#31354;?#22522;于观测光谱流量的中值法和几何均值法研究了类星体特征普的构造;第二种是强调对观测光谱近似表达能力,这一方面?#21335;?#20851;研?#31354;?#26681;据PCA方法研究了恒星特定谱的构造。
  2.3谱线法
  谱线法的优点是物理意义强,易于解?#20572;?#20294;也有其相关的局限性:仪器、波长和流量标定情况对于谱线的描述影响较大等。
  三、软件简介
  目前应用较为广泛且使用性能好的光谱分析软件有以下7种:
  3.1VOSpec软件
  VOSpec软件在使用过程中,利用了光?#36861;梦市?#35758;,对数据的组织功能强大,用户在使用时可以通过天体名称或坐标在光谱库中进行有效?#21335;?#20851;檢索。VOSpec软件标准功能主要有光谱分析和拟合光谱能量分布两种,能够为用户提供可靠的光谱处理功能,在有效时间内整合来自不同的数据提供者、波段和元数据光?#20303;?
  3.2VOSED软件
  通过简单的光?#36861;梦市?#35758;,VOSED软件可?#36234;?#34892;在线查询光谱信息,并及时合成光谱能量分布。目前,VOSED软件有两种工作模式:单目标模式和多目标模式。单目标模式是指用户在输入目标名称后,VOSED通过数据库现实该目标的?#21335;?#20851;信息;多目标模式是指,用户在工作中可以实时的监控查询状态,查询结束后可以创建相关的压缩文件。VOSED的查询界面和显示界面如下图:
  3.3Spec View软件
  Spec View软件不仅能够读取哈勃空间望远镜的数据格式,还可?#36828;?#21462;其他科学设备的光谱,并通过虚拟天文台查询并读取数据。它的功能主要包括:光谱单位转换、数据质量控制、绘图注释、可视化参数自定义、平铺绘图等。
  3.4Iris软件
  Iris软件主要有NED数据导入、数据可视化和自定义、光谱模型拟合光谱能量分布和非常规数据格?#38454;?#25442;工具四个特点。Iris可?#36828;?#21462;多个单独的数据源或光谱能量分布,用户可以通过Iris的红移法、插值法、集成法三种方法来创建光谱能量分布。
  3.5SPLAT软件
  SPLAT软件在工作过程中能够同时读取多个光谱,并进行单个或多个显示。它的功能主要体现在两个方面?#32752;?#35810;和下载光谱的简单光?#36861;梦市?#35758;;在桌面上使用的简单应用程序传递消息。
  3.6CASSIS软件
  CASSIS软件主要有谱线认证、构造任何望远镜的理论光?#20303;?#27604;较望远镜数据和和各种模型光谱数据及?#20848;?#20809;谱物理参量四个特点,可以通过简单应用程序消息传递协议使数据在不同的天文软件间传递和交互操作。
  3.7ASERA软件
  ASERA软件的特点?#28009;?#32447;能够随鼠标而动,同时红移值自动给出;自定义可视化;批处理程序,可以同时处理多个光谱?#36824;?#35889;?#20132;?#31561;。用户借助ASERA软件可以轻松识别光谱和估测红移,尤其对低质量光谱的识别。
  结束语:
  在未来的天文学发展中光谱软件的应用会越来越广?#28023;?#30456;信随着天文学家和研?#31354;?#30340;互动,光谱分析软件会朝着方便快捷、强大有效的方向继续发展。

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<![CDATA[改变了天文学的女天文学家]]> Fri, 28 Apr 2017 16:39:59 GMT 改变了天文学的女天文学家

亨利埃塔·斯旺·利维特,20?#20848;?#23431;宙革命?#21335;?#39537;
  在19?#20848;?#30340;世界,女?#36234;?#21463;?#36867;?#24182;不是一件普遍的事。不过出生于1868年7月4日的亨利埃塔·斯旺·利维特比较?#20197;耍?#22905;做牧师的父亲?#30431;?#25509;受了良好的?#36867;?892年,亨利埃塔·斯旺·利维特从拉德克利夫学?#28023;?#29616;已并入哈佛大学)毕业,获得文学学士学位。大学期间,她还在哈佛大学天文台学习了天文学课程,并在第二年参加了天文学研?#21487;?#35838;程。然而,在上大学后不久就开始的疾病使她?#36127;?#23436;全失聪。
  
  19?#20848;?0年代后期,哈佛大学天文台开启了一项记录天空中每个星星的位置、亮度和颜色的巨大项目。当时,天文台主任爱德华·查尔斯·皮克林的助手辞职,毕业后就失业的亨利埃塔·斯旺·利维特于1893年得到了这个职位,负责给世界各地的天文望远镜?#32435;?#30340;星空?#25484;?#20013;的恒星计数并编目,但是没有薪水。
  亨利埃塔·斯旺·利维特每天都重复着检查照相玻璃板,然后计算、测量、在登记簿中记录观察结果的工作。这项工作非常乏味,需要异乎寻常的耐心和细心。这些玻璃板非常易损,目前只有约50万张保存了下来。
  大约7年后,她的工作终于得到了认可,成为一名正式的工作人员,每小时的薪水是30美分。然而,与其他女性一样,她被禁止使用望远镜。爱德华·皮克?#32844;?#25490;她专门负责在麦哲?#33258;?#20013;寻找变星。这项工作的主要内容是对比同一片天空的两张玻璃底片,一张是记录恒星亮度较暗时的?#28009;?#19968;张是记录恒星较亮时的正片。亨利埃塔·斯旺·利维特要将两?#35834;?#29255;上的恒星仔细排列,并用放大镜?#26469;?#26816;查每颗恒星。这些恒星亮度的任何变化都会表现为较暗恒星周围的白色小
  光晕。如果她发现这类光环,就记录相应的恒星的位置,并调取同一天区数周或数月以来的玻璃底片,寻找其变化规律。
  亨利埃塔·斯旺·利维特非常擅长这项工作。她可以用自己独特的方法系统地在成千上万的玻璃底片中连续工作几个小时。此时,她已经完全失聪。据说,皮克林会带领参观者到她工作的地方看她工作,但她因为失聪而对此一无所知。这也正好?#30431;?#21487;以更加集中精神工作。普林斯顿大学的一位天文学家在给爱德华·皮克林的一封信中说:“利维特小姐在寻找变星这项工作中的角色无人能及。”
  她做这项工作大约有10年,在麦哲?#33258;?#20013;发现了1777颗变星。更天才的是,她发现,恒星较亮时脉冲缓慢,较暗时脉冲迅速。她认为麦哲?#33258;?#20013;的所有恒星与地球的距离应该大致相同,所以如果她知道脉冲率,就可以计算恒星的亮度。她在工作中注意到,小麦哲?#33258;?#20013;的一些变星光变周期越长,绝对星等也越高。如果她能准确地测?#31354;?#31181;变星的亮度,就可以计算出那颗恒星或包含这些恒星的星座与我们的距离。所以,只要?#19994;?#19968;个准确的光度,这些变星就可以作为标准烛光,测?#31354;?#20010;星座的位置。1908年,她在哈佛大学天文观测台发表了初步研究结果。4年后,她写了一份后续文件,证实了她的发现:造父变星?#29992;?#20142;到暗淡的变化呈明显的周期性。
  在利维特之前,天文学家主要用视差来确定恒星之间的距离。使用这个方法,他?#19988;?#22312;不同的时间,例如相隔6个月,?#32435;?#21516;一恒星的图像,然后根据两次?#32435;?#26102;地球所处的位置之间的距离和地球的两个位置与恒星构成的角度来计算地球与恒星的距离。这种方法在计算距地球10万光年以内的恒星的距离时是准确的。 本文由论文联盟http://www.2868631.com收集整理亨利埃塔·斯旺·利维特(右)与另一位女天文学家安妮·?#25165;?#24038;),1913年。
  丹麦天文学家赫茨普龙使用视差法在1913年确定了几个造父变星的距离,并校准了利维特定律。现在,天文学家通过测量造父变星的周期和表观亮度,就可以确定其真实亮度,并计算出其
  距离。利用校准后的利维特定?#26705;?#22825;文学家可以确定1000万光年之内的天体与地球之间的距离。
  在利维特所处的时代,大多数天文学家认为银河系就是整个宇宙。在1923年至1924年,埃德温·哈勃和米尔顿·赫马森通过设置在威尔?#39134;?#19978;的新的100英寸(254厘米)胡克望远镜发现了一个?#31561;?#30340;螺旋形星云仙女座(M31)的造父变星。他们使?#32654;?#32500;特的方法确定了仙女座星云的距离,令人惊讶的是,仙女座与我们的距离远达250万光年!銀河系?#26412;?#21482;有大约10万光年,所以仙女座不可能位于银河?#30340;冢?#23427;很可能是一个单独的星系。
  哈勃和赫马森又在其他几个星云中发现了造父变星,通过计算,发现这些星云也是分离的星系。他们得出结论,银河系只是宇宙中许多星系中的一个!现在,我?#19988;?#32463;知道,在我们可见的宇宙中有超过2000亿个星系。
  1927年,比利时天文学家乔治·亨利·约瑟夫·爱德华·勒梅特(他还是一名牧师)使用哈勃和赫马森的数据和广义相对论,做出了一个更奇怪的预测——我们的宇宙正在膨胀。两年后,哈勃独立发表了星系红移与距离之间?#21335;?#24615;关系。1931年,勒梅特提出,我们现在的宇宙始于大爆炸。也就是说,亨利埃塔·斯旺·利维特的突破,开启了20?#20848;?#30340;宇宙革命。
  利维特在哈佛大学天文台发表了大约25篇论文。尽管这样,她一直都只是皮克林的实验室助理, 直到1921年哈罗·?#31216;?#21033;担任哈佛大学天文台的主管,她才被任命为摄影测光部主管。不?#19994;?#26159;,不久之后利维特就死于癌症。
  1924年,瑞典皇家科学院写信给天文台,提名利维特为当年的?#24403;?#23572;奖获得者,但此时,她已经去世3年了。

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