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发信人: emacs (被淹死的鱼), 信区: Science
标  题: 《新疆域》小火箭探测器能行
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年06月15日15:58:34 星期六), 站内信件


                      小火箭探测器能行

    1972年3月2日，从地球发射了一枚火箭探测器，它仍在向远方运
行，并且在此后的将近18年中，给我们传回许多有用的信息。

    这枚火箭探测器便是“先锋10号”，它原先的任务是探测木星及
其邻近区域。1973年12月2日，即发射后21个月，它经过了木星，从而
向人类提供了它的第一幅该巨行星的近视图象。受木星的引力场的加
速，然后它继续前进，进入了外太阳系，而到1983年6月中旬，它穿过
了海王星的轨道。因为在当时冥王星并不比海王星离太阳远，所以先
锋10号已经旅行到了行星系以外。

    许多年过去了，“先锋10号”仍在继续其漫长的旅程，目前离太
阳已远远超过42亿英里。地球本身离太阳只有9300万英里，这个距离
即是所谓的一个“天文单位”（AU）。也就是说“先锋10号”现在离
太阳约45AU。冥王星在其轨道远点时到太阳的距离是47AU。但它现在
正处于其轨道的近点，而且到21世纪，它也将不在远点。“先锋10号”
从这遥远的距离之外，仍在传送无线电波，并且地球上也仍在接收。
这些波以光速行进，也要花6.25小时才能到达地球。

    可是关于行星之外的茫茫无垠的虚空，“先锋10号”能发现什么
可以告诉我们的呢？

    一方面，太阳是炎热和活动的，并且向太空喷射主要由质子和电
子构成的带电粒子。这些带电粒子以高速向四面八方运动。这种现象
于1962年由“水手2号”火箭探测器在它靠近金星时首次真实地检测到。
这些高速粒子流被称为“太阳风”。

    “太阳风”是很重要的。它抵达地球，在极地地区产生极光，并
且把带电粒子充满地球磁场。偶然地，太阳上会发生巨大的爆发，被
称为“太阳耀斑”，然后太阳风强劲地狂吹一阵子，引起地球上的磁
暴，同时干扰电子通信。密集的带电粒子能威胁到宇航员的生命，所
以当我们进入太空旅行时，太阳风问题对我们来说将比以往任何时候
都显得更为重要。

    当太阳风向外移动时，它在一个比较大的空间内扩散，因而变得
较稀薄。最终，它必定会越来越稀薄而逐渐消失在充满着外层空间的
极其稀薄的气体之中。在“先锋10号”继续它的使命之前，科学家认
为太阳风会逐渐消失于火星轨道以外的不远处。

    然而，离太阳45AU的“先锋10号”，仍检测到了可觉察得出的太
阳风，尽管它远在海王星的轨道之外。现在科学家认为太阳风在逐渐
消失于普遍的星际背景之前，必定会达到远离太阳50～100AU之处。
“先锋10号”应该能继续传递信息达10年之久，并且在它消失之前，
可能会到达太阳风的终点。

    另一方面，爱因斯坦在他的广义相对论里，预言了在轨道上运行
着的每个物体会释放出“引力波”，而且以这种方式损失能量。然而，
引力波是如此地微弱，以至于能量的损失无限小。

    科学家渴望着检测这些引力波。首先，这样做将为支持爱因斯坦
的理论提供另一个证据。其次，涉及巨大质量的激变事件——例如恒
星的坍缩或碰撞，或者是黑洞的活动——应释放出强烈的引力波，它
们也许能提供其他途径不能提供的有关这类事件的信息。

    不幸的是，甚至连最强烈的引力波都是如此微弱，以至我们并没
有仪器能灵敏得足以检测到它们。科学家曾竖立起巨大的铝制圆柱阵，
当引力波越过它们时，会产生抖动。然而，这种抖动小于质子的直径，
因此要想从能使这样的圆柱抖动的所有可能的现象中，把引力波检测
出来是很困难的。

    然而，“先锋10号”在太空的远处，在一种极端“寂静”的地方，
当火箭探测器平静地飞翔穿过虚空时，那里没有什么能使它产生振动。
能对它起作用的全是以这些微弱又微弱的波来表现它们自己的引力。
到1989年初，“先锋10号”上的仪器设备已经准备好，试图去检测这
些波。如果试验成功，那么爱因斯坦广义相对论的最后一个重要预言
将被证实，于是，“先锋10号”将再次显示小火箭探测器能承担大任
务。


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