登陆小行星从海底起步

除了家园地球之外,人类仅仅登上了月球这一个天体,并计划着登陆火星。此外,美国航宇局还设想在不远的将来能够登上一颗近地小行星。不过,登陆小行星可能会比登陆火星更加困难。难点在于两个方面,一个是引力环境。月球的引力只有地球的六分之一,所以阿波罗登月的航天员在月球上是蹦跳着行走的。而小行星的引力如何呢?     

像袋鼠一样蹦跳的月球探测器

正说起月球车,人们第一个想到的就是装着4个轮子或者6个轮子,顶着一根光电桅杆,在月球表面慢慢爬行的无人车。如果看到一个方盒子在月球上一蹦一蹦的,很多人或许会说"这是什么鬼?!"来自阿波罗和袋鼠的创意其实,在月球上蹦跳是个脑洞与实践相结合的创意。早在1967年,美国科学家凯普兰和瑟菲特就设想了一种     

勇气号在火星上发现微生物宜居地

□□美国航空航天局表示,勇气号火星漫游车在火星表面有了一个最重大的发现:火星车的车轮掀开了一小片火星泥土,通过分析证明,过去这里的环境可能非常适合微生物生存。火星漫游车项目的首席科学家史蒂夫·斯库里斯表示,在地球上,类似的泥土一般都是细菌聚集的场所。科学家将此次发现形容成是一次幸运的发现。之前,勇气号一直拖着一个坏掉的轮子前行,在火星表面留下了一条深深的划痕。2007年5月,火星探测任务的科学家发现一些被掀起的泥土比通常情况下的颜色更鲜艳。他们通过进一步研究发现,这里的硅土(玻璃的主要成分)含量极其丰富,于是科学…     

漫游者:解码火星

红色，代表着诱惑。人类不会仅仅满足于站立在地球上遥望，猜想，他们更要踏上那片土地，去揭示这红色背后隐藏的秘密。目前美国航宇局的两名“地质学家”已经在前往火星的征途之中。它们就是：火星漫游者1号、火星漫游者2号。     

奇闻趣事六则

银河系的运转 ○刘健生 　　宇宙中的各种星体都在旋转，有旋转就有旋转的方向，银河系也不例外。银河系向何方 运转，这需要从星体内的引力说起。 　　宇宙中的星体都有引力，根据其大小或质量不同而异。如太阳的引力超过地球，吸引地 球围绕太阳旋转；地球的引力超过月亮，吸引月亮围绕地球旋转。 　　引力不论强弱都互有作用 (影响 )。如月亮的引力虽然比地球弱，但是也能吸引着地球 上的海水产生潮汐现象。行星的引力，也能使其周围的恒星产生振颤现象。美国天文学家利 用多普勒光谱仪器检测到，由于行星的引力使恒星的运动出现振颤现象…     

宇宙探索100问

什么叫超统一理论大统一理论无法统一引力,将引力也统一为单一超力的理论就叫超统一理论,也叫“超引力理论”。由于这种理论引入了超对称概念,所以又叫“超对称理论”。对称是一个普通的概念,如上下、正反等等。在物理定律中,也一直存在着电荷、镜像和时间对称。后来发现,在基本粒子的性质中,除了上述对称外,还存在着一种更玄妙的超对称,即粒子通过旋转而相互联系起来,一个旋转的粒子可以变成一个不旋转的粒子,一个组成物质的费米子可以变成一个携带力的玻色子。如光微子变成光子、引力微子变成引力子等。在一定意义上,     

图解登陆火星

2004年1月4日,美国航宇局的勇气号火星漫游车在火星赤道地区成功着陆。20天后,另一艘火星漫游车机遇号也在火星表面成功着陆。目前,兄弟俩正联手考察这颗红色的星球。对于任何一个火星漫游车来说,安全着陆是完成探测任务的第一步,此后它们会在着陆器上花几周时间伸展自己的身体     

小行星远距离抵近轨道

讨论了小行星引力一阶项可被忽略情况下的小行星远距离轨道设计及动力学。此时,航天器的运动受太阳引力和太阳光压的影响。航天器和小行星的加速度之差在这两者之间形成的独特的相对动力学,为航天器在小行星附近停驻与观测提供特定轨道。完整解决了小行星处于圆形日心轨道这一较简单情况,也考虑和阐述了椭圆轨道情况,并取得了一些初步结果。     

小行星远距离抵近轨道（英文）

讨论了小行星引力一阶项可被忽略情况下的小行星远距离轨道设计及动力学。此时,航天器的运动受太阳引力和太阳光压的影响。航天器和小行星的加速度之差在这两者之间形成的独特的相对动力学,为航天器在小行星附近停驻与观测提供特定轨道。完整解决了小行星处于圆形日心轨道这一较简单情况,也考虑和阐述了椭圆轨道情况,并取得了一些初步结果。     

引力和电磁力的对话

引力是人类最早认识的一种相互作用。1687年出版的牛顿的划时代巨著《论自然哲学的数学原理》一书中描述了引力作用的基本形式,但是引力的本源是什么,却一直没有找到答案。1915年,爱因斯坦基于物质的惯性质量与引力质量的等效性建立了广义相对论,广义相对论用时空的弯曲来解释引力的本质,但是,这仍然是一种表面的描述,没有触及引力     

引力理论发展的新契机

牛顿的划时代巨著《论自然哲学的数学原理》中曾记载了牛顿对万有引力的一段评述：迄今为止，我只是用引力解释月球绕地球的运动及潮汐现象，引力的本质是什么尚未可知，引力是客观存在的，这就足够了。在牛顿谢世之后的三个多世纪中，人类从没有停止对引力理论及引力本质的探索。２０世纪２０年代，爱因斯坦基于物质的引力质量与惯性质量的等效性，建立了文广义相对论，使人类对引力理论的发展迈入了一个新高度。但是，广义相对论对引力的描述仍然是“惟象”的，即引力是由于空间的弯曲造成的。但空间的弯曲为什么会形成引力及引力传播的载…     

细说失重

1　失重的机理□□失重是航天飞行中最为奇妙独特和违背“常理”的现象 ,而且是在地面上最难再现和模拟的物理过程。人们在对这种现象感到无比有趣的同时 ,常常希望了解它产生的原因和机理。然而关于失重原因和机理存在着一些似是而非的 ,或者并不准确的解释。科普读物上常见的有两种解释 :一是“引力为零”;二是“离心力与地球引力相抵消 ,或相平衡”。这第一种解释是错误的。首先应当指出的是 ,“失重”是指物体失去重量 ,而不是失去重力。重量是物体对其周围相接触的物体或介质所表现出来的作用力 ;重力则是地球 (或其他天体 )对物体的引…     

零重态:飞行的超越

早先，科学家把自然力分成四种，即引力、电磁力、强核力和弱核力。但当代科学家却煞费苦心地想要找到一个统一理论，把这四种力解释为是统一力的不同方面，不过到目前为止还没有取得成功。引力至今还蒙着一层神秘的面纱，让人无法识其庐山真面目。量子力学认为引力是由引力子（据称是一种虚粒子，检测不到，但人们可以知道它的存在）携带的，太阳和地球之间的引力是这两个天体的粒子之间交换引力子的结果，于是地球就绕太阳公转起来。经典物理学家则认为引力是一种实际存在，是一种叫引力波的东西构成的，但直到现在它还没有被观测到过。无…     

美洞察号着陆器成功登陆火星

<正>美国东部时间2018年11月26日14时52分59秒,经过近5亿公里长途跋涉,美国宇航局洞察号着陆器成功地在火星赤道以北的埃利西昂平原着陆。着陆点距好奇号火星漫游车不远。这是2012年8月5日好奇号漫游车成功登陆火星以来首次有人造探测器落在火星表面上。人类     

神秘的黑洞

<正>黑洞是怎样产生的?天文学家预言,当一个质量较大的恒星耗尽所有燃料后,会因自身的引力而坍塌,渐渐形成黑洞。恒星内部的引力会变得如此巨大,以至于它的密度越来越大,同时也使得星体内的引力不断增强。随着引力的增大,恒星的半径将小于引力半径。一旦越过这一点,恒星就会消失不见,只剩下自己的引力场!1939年,美国天体物理学家罗伯特·奥本海默和哈特兰·斯奈德用数学方法证明了这种变化的存在。     

引力的迷雾

于1687年出版的牛顿划时代巨著《论自然哲学的数学原理》第11、12章牛顿给出了万有引力的数学描述，但引力的本源却是未知的。牛顿曾说过这样一段话：“迄今为止，我只是用引力来解释月球绕地球的运动以及潮汐现象，引力的本质是什么，我不想说什么，但引力是客观存在的，这就足够了。”     

基于FEM的引力参考传感器自引力计算与补偿

空间引力波探测太极计划将利用激光干涉的方法,测量两个检验质量之间的距离变化反演引力波信息。在0.1 mHz处,要求检验质量在敏感轴方向的总残余加速度保持在■以下。由航天器载荷静引力、热形变和质量波动引起的自引力噪声是检验质量的残余加速度噪声主要来源之一,要求检验质量在敏感轴方向的自引力加速度小于1×10^-10m/s²,引力梯度小于5×10^-8s^-2。为了计算检验质量处的自引力大小和引力梯度,针对检验质量与引力源几何形状的不规则性,基于有限元法编写程序计算了引力参考传感器中的引力源作用在检验质量上的线加速度、角加速度和引力梯度。为了缩短计算时间,提出“类自适应”网格划分方法以减小网格数量,并设计了配重以补偿自引力。计算结果显示,经过补偿后的检验质量在敏感轴方向的自引力加速度为9.237 7×10^-12m/s²,引力梯度为-2.569 1×10^-8s^-2,满足设计要求。本研究能够为航天器和引力参考传感器的设计与引力补...     

宇宙探索100问

什么叫量子引力论 量子引力论是将广义相对论与量子理论结合起来的理论,它包括引力场、电磁场和其他所有与基本粒子相关的力场,实际上,量子引力论是把量子场论推广到涉及时空的引力中。量子引力论认为,在小于106厘米的最初宇宙中,引力起支配作用,时空像能量和物质一样,是由颗粒组成的,引力是量子化的,它的量子过程可使时空突然膨胀起来,这样,量子引力论准许时空自发地、没有原因     

神秘的引力

引力是什么?早在20世纪30年代,科学界就已经知道宇宙中有四种基本力,即引力、电磁力、强力和弱力(后两种力在原子核内起作用)。其中,第一个被科学地探索的力是引力,可是迄今它仍然是一个谜!"苹果成熟后落向地面"这一人们常见的事物,在400年前的牛顿眼中却     

中微子有质量

美国《科学》杂志评选１９９８年世界十大科学进展，其中一项是中微子有质量的发现。这一发现有可能推翻某些物理学定律，其结果引起了激烈的争论：是否需要建立一个新的粒子理论？中微子是否是形成宇宙大部分质量的“暗物质”的一部分？在烦恼着宇宙论学者的众多难题中，最令他们苦恼的问题就是：宇宙的最终命运会怎样？是一直膨胀上去最后稳定下来呢，还是收缩成一个灾难性的火球而告终？答案取决于宇宙中物质的总量，也就是引力的大小。如果引力不够大，宇宙会无限制地膨胀下去；反之，如果引力过大，宇宙会以一种天体物理学家称为“大坍…