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当探索太空的使命终结,航天器都去了哪?

时间:2019-09-05

制作人:Science China

制作:李慧超(哈尔滨工业大学(深圳))

制片人:中国科学院计算机网络信息中心

所有鲜花都去了哪里?

好久不见了。

所有鲜花都去了哪里?

很久以前。

(意图:时间流逝,所有鲜花都在哪里?)

美国共和国《Where have all the flowers gone》

在这个星期五,已进入轨道近三年的天宫二号太空实验室即将撤退。在科技人员的控制下,它将离开正常的工作轨道,回到地球母亲的怀抱。在一千多天的时间里,她收到了访问的神舟十一号飞船,在一个月内为宇航员提供了一个安全舒适的太空之家。她和天州一号成功地进行了自动对接和推进剂补充试验,验证了未来中国空间站建设和货运航天器使用的关键技术。在她的“老板”中,来自地面的种子在太空中生长并发芽,并且大量的空间测试顺利进行,为研究人员提供了大量数据。

在华丽的烟花滑出大气层后,天宫2号最终将睡在南太平洋的海底。在那里,有超过一百个宇宙飞船在太空中翱翔。

无论如何,天宫2将成为“高抛物线”?

天高-2的近圆轨道高约370公里,属于低地球轨道(LEO)。在这里工作的航天器仍然可以通过较高楼层的薄薄气氛抵制。对于LEO轨道上体积小,体积小的卫星,如果达到工作寿命,它将成为太空垃圾,这将给未来的太空飞行带来麻烦,但它们最终会在大气阻力的影响下自然下降。而在大气中燃烧,不会对地面人员设施造成“高空抛物线”威胁。

然而,对于载人航天器,空间实验室甚至空间站等大型航天器而言,与大气的相互作用将使它们分散,但大块碎片仍然存在很大的安全隐患。为了尽量减少可能的风险,国家空间机构选择南太平洋的一个地区作为在低地球轨道上运行的大型航天器的所在地。

(''宇宙飞船公墓''位置图sciencebc.com)

当一艘船沉入海中时

落点位于该区域的再入轨迹中。

据不完全统计,这个地区已有超过一百艘航天器被称为“宇宙飞船墓地”。其中,最大的数字是苏联的“进步”航天器,为太空站供电。自20世纪70年代以来,这些船只服务于苏联“敬礼”系列空间站。到目前为止,他们仍然是正在运行的国际空间站上的“快车兄弟”之一。除了“进步”之外,近年来,新开发的ESA航天器和日本HTV航天器在完成上行传输任务后,也将陷入空间站遗弃的废物中。

△NASA)

这里最大的航天器是苏联的“和平”空间站。 2001年3月15日,来自世界各地的俄罗斯和美国宇宙飞船和宇航员的空间站被控制为脱轨并重新进入大气层。总重143吨的空间站开始从地面解体约95公里。最终,六块总重约20-25吨的碎片落入海中。

中国载人航天飞行)

当2号宫终于沉入大海时,不应该感到寂寞,因为她的老朋友天州一号已经在这里等她了。在太阳无法到达的海底,温度有点低但相对恒定。这些在太空中极度寒冷和强烈辐射环境中徘徊的流浪者,可能会有一种回家的感觉,睡个好觉。

赶往土星,卡西尼的生命唱歌

在太空工作的航天器仍然需要燃料来驱动发动机并保持其轨道和姿势。一旦燃料耗尽,航天器就无法控制它飞行的地方,也无法控制其科学仪器和天线的方向,也无法维持正常工作。 2017年,当用于探测土星及其卫星的卡西尼号燃料即将耗尽时,科学家和技术人员决定使用最后一种燃料控制卡西尼号进入土星。

△NASAJPL)

在远离地球的深空中,太空垃圾的问题尚未出现,卡西尼以这种宏伟的方式结束的原因是为了保护土星的两个卫星 Titan,Enceledas。通过过去的探索和研究,科学家认为这两颗卫星与土星自身的环境非常不同,并且可能存在适合生物体的环境。如果无法控制赛道,卡西尼可能会击中两颗卫星的表面。小卡西尼号当然不能破坏巨大的天体。然而,她携带的地球微生物可能对尚未完全检测到的两颗卫星造成潜在的污染风险。尽管这种情况的可能性很小,但为了最大限度地避免不可挽回的后果,美国宇航局决定以一种轰炸土星的宏伟方式结束卡西尼号的工作。

即使在生命的最后阶段,卡西尼的12种科学仪器中仍有8种仍在工作,将有关土星大气和磁场的宝贵数据返回到她的最后轨迹,帮助科学家再次看到它。一个新的世界。 2017年9月15日,世界时间协调时间11:55:46,澳大利亚的深空天线接收了卡西尼号的最后一波。

维基百科)

火星没有救援,“机遇”埋没在火星风暴中

对于像“机会”这样的流浪者来说,工作的结束似乎有点突然。火星的设计寿命只有90火星,已在火星上工作了5000多天。当送回她的华丽照片和科学数据已经习以为常时,2018年6月的一场火星风暴改变了机遇的命运。天空覆盖的火星灰尘阻挡了太阳,使得机遇太阳能电池板无法产生足够的电力。即使暴风雨结束,落在面板上的灰尘也会阻挡正常的电源。科学家曾希望从11月到次年1月的风能吹走尘埃,但通过深空天线发送给机遇的信息从未得到回应。今年2月12日,NASA结束了与Opportunity联系的尝试。在“机遇号”发布的最后一波浪潮中,地面管制员为“机遇”播放了一首名为“我将会见到你”的歌曲。

NASAJPL)

除了卡西尼号和机会号之外,深空探测月球,火星或太阳系的其他部分,燃料或电力中断后,或永远在原始轨道上,或撞击附近的天体,或留在原处他们结束了他们的工作当他们从地球出发时,科学家们希望他们能够进入一个新领域并为我们对太空和行星的理解带来前所未有的发现。而且他们中的大多数都没有达到每个人的希望。在长时间服役并耗尽他们最后的力量之后,他们在路的尽头停了下来。

颠簸的路,星星的尽头

在20世纪70年代,美国发射了4个探测器,先锋10,先锋11,旅行者1和旅行者2号。在完成各自的太阳系外行星任务后,这四艘船继续飞行。除了返回科学数据外,这四个探测器还有一个共同的终身使命:将来自地球的信息传递给地外文明。

首先,告诉外星人地球所在的位置。在宇宙中,标记你的位置并不是一件容易的事。 “银河系中太阳系中第三大行星”的描述可能无法给出明确的信息。银河系,太阳系,以及我们用地球定义的概念,另一种文明尚不清楚。为此,研究人员特意选择了14个脉冲星作为宇宙中的“灯塔”来照亮通往地球的道路,标志在两位先驱所携带的铝合金板上。这些脉冲星的辐射频率是独一无二的。如果捕获探测器的文明具有与我们相同的技术水平,他们可以根据观测到的脉冲星的数据确定是脉冲星,然后根据我们给出的距离图确定太阳系。的立场。铝合金板底部的示意图进一步说明航天器来自靠近太阳的第三个行星,这是我们的行星。

(先进的铝合金板NASA)

为了让外星人阅读信息,科学家选择了宇宙的通用语言物理和数学。他们使用宇宙中最广泛的物质的物理属性图像氢来表示单位时间,以及最容易理解的二进制数学表达式,它是脉冲星相对于单位时间的倍数。如果外星人与我们的技术相当,他们应该能够非常容易地理解这些语言。在旅行者1和2的金盘表面上,不仅以类似的方式标记了地球的位置,而且还给出了读取光盘的方式,以便外星人可以读取描述生命的金色圆盘。地球的。当一对恋人恋爱时,图像,声音,不同语言对外星人的问候以及脑电图都会发出信号。

(航海家号码NASA携带的金色转盘的外观)

在太阳系薄弱的太阳系外面飞行,依靠太阳能电池板显然不是一个好主意。在这四个远距离探测器上,电能源是RTG电池,它从同位素衰变过程中提取能量。然而,随着时间的推移,RTG中的同位素燃料将逐渐被消耗,并且电池可以提供的电源将变得越来越低。 1995年和2005年,由于电力供应不足,先锋11和10终止了与地球的通信,而旅行者1号和2号在穿越日食之后估计在2020年左右耗尽。电能,与地球的破坏有关。

然而,他们的使命不会在这里结束,而是会继续飞向星星。宇宙中发生的变化是在数万年内测量的。当这些探测器到达最近的恒星时,时间已经过了数万甚至数十万年。这些人类对其他文明的善意和友谊的信息使他们在星辰中获得了永生。

也许他们都去了同一个地方

无论航天器实体的目的地是什么,也许他们都去了同一个地方,也就是我们的心。

从对等方接收数据时失败

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