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中国时间: 18:46 2016年12月04日星期日

飞船驶近冥王星 学生尘粒计算器探索太阳系


“我们是星际的尘埃”,这不仅仅是1970年代走红单曲的歌词,而是科学真理。人类所在的太阳系就源自恒星产生的微小气体和尘粒,它们聚集在一起,就形成了我们的太阳、行星乃至我们人类。如今,星际之间,尘埃仍在。在美国宇航局(NASA)的“新地平线号”(New Horizons)太空飞行器正在为史上第一次近距离飞过冥王星做准备之际,计算尘埃也是数据点之一。进行这项工作的是“学生尘粒计算器”(Student Dust Counter)。

在科罗拉多大学的这处实验室,研究人员重新建立太空下的条件。这部机器从一个管子里吸取空气,好让科研人员把地球尘埃落速加快到宇宙尘埃的速度。

研究助理戴维·詹姆斯说:“我们这里的微粒最高速度甚至达到了每秒107公里。”

詹姆斯说,这些实验可以帮助研制防穿撞性能更好的飞船和宇航服。

他对太空工程的兴趣始于十多年前,当时他和蒂法妮·芬利等学生为2006年的“新地平线”冥王星探测使命建造了一个尘粒计算器。

芬利说:“这是由学生为太空使命制造硬件的首批项目之一。” 她如今是负责整个“新地平线”太空使命的科学行动经理。

“学生尘粒计算器”的教师顾问、科罗拉多大学物理系教授米哈伊·霍拉尼说,到目前为止,这个项目帮助训练了近30名学生。

他说:“看看这些年轻人,多么的教育有成,多么的训练有素,多么的准备就绪,可以投入他们现在的实际工作。”

在历时九年、行程近250亿公里后,“新地坪线”终于向冥王星靠近。在旅途中处于休眠状态的六部仪器现在开始向地球发回数据。第七部、也就是“学生尘粒计算器”自从探测器发射以来就一直处于运转状态。霍拉尼说,数算尘埃已经帮助研究人员更好地了解虽然罕见然而破坏力巨大的尘粒“撞击”。

“百微米大小的微粒,厚度跟人的头发一样。假如它们以每秒10、15公里的速度撞上宇宙飞船,那就成了‘使命的终结’了。一切全完了。它会穿出一个洞,摧毁整个使命。”他说。

幸运的是,每星期只有屈指可数的微粒击中“学生尘粒计算器”,而且没有造成任何破损。但这意味着,在浩瀚的太空,可能会有很多物体在碰撞。

他说:“在太阳系外围,要产生每星期数次的撞击率,你必须每秒产生六吨尘粒。”

霍拉尼猜测,这种每秒5千公斤的尘粒来自“柯伊伯带”,这是由包括冥王星在内的小型冰冻世界组成的环带,位于人类所在的太阳系的外围。在对冥王星进行五个月的探索后,“新地平线”的多数设备将关闭。不过,在飞船继续行驶在“柯伊伯带”之际,“学生尘粒计算器”还会不停地数算星空的尘埃。

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