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新地平线号探测器,飞越冥王星,科学家:很有可能冲出太阳系

太阳系 2026-04-11 菜科探索 +
简介:

【菜科解读】

作为最有希望飞出太阳系的五颗探测器中,就有这颗探测器。


不过它的存在感太低了,很多人都听过旅行者1号和旅行者2号,对先驱者10号和先驱者11号也略有耳闻。


但是对于这颗探测器了解的却不多,它就是新地平线号探测器。

它于2006年1月19日成功发射,并于2015年7月14日成功飞掠冥王星。


它的主要任务就是探测冥王星,以及冥卫一和柯伊伯带的小行星群。


就在2019年的时候,新地平线号探测器成功飞越了人类迄今研究过的最遥远的天体。

飞行的距离早已超过64亿公里。


那么这颗探测器到底有什么了不起呢?今天我们就一起好好地了解一下这颗容易被忽略的探测器。

新地平线号探测器

作为人类发射过起始速度最快的太空探测器,它的最高速度达到每秒16.26公里。

而且它还是人类历史上首次探测冥王星的探测器。


它提供了大量有关冥王星的珍贵数据,揭示了冥王星的地貌、大气层和卫星等重要信息,使我们对这颗神秘的冥界行星有了更深入的了解。


而在飞越冥王星之后,新地平线号的任务并未结束。


它还继续向科学家提供有关柯伊伯带的数据,并且在2019年1月1日,它飞越了名为"阿罗科斯"的柯伊伯带天体,另外这颗天体还有另一个浪漫的名字:"天涯海角"。

这颗天体也是迄今航天器造访过的太阳系内最遥远天体,距地球约66亿公里。


新地平线号探测器通过这次飞行任务,验证了我们对太阳系外缘的一些猜测,也帮助了人类可以更好地理解太阳系的起源和演化过程。


新视野号为冥王星提供了详细且高分辨率的图像和数据。

这些图像揭示了冥王星的地貌、地质特征、大气层成分和环境等重要信息。


通过这些数据,科学家能够更好地了解冥王星的形成和演化过程,对太阳系的起源和宇宙的理解提供了重要线索。

新地平线号探测器的技术含量

新地平线号探测器使用了多项高科技技术,比如太阳能电池板。


它搭载了大型太阳能电池板,利用太阳能将光能转化为电能,为探测器提供所需的电力。


同时还运用了核能源,为了支持长期和远距离的任务,新地平线号还搭载了放射性同位素热电发电机,通过核反应生成热能,进而转化为电能。


其次就是运用了恒星导航,新地平线号使用了星敏感器,通过观测星星的位置和运动,进行航天器的导航和定位,以确保其准确进入目标轨道。

这里可以讲一下这个星敏感器,这是2005年才出现的航天科学技术名词,它的工作原理就是通过参照天空中的恒星,再结合测量不同位置的恒星进行计算,从而为卫星以及各种探测器提供高精度空间方位,避免探测器出现偏航。


星敏感器包含了非常多的先进技术,比如光学系统、CMOS图像电路、FPGA处理电路、DSP数据处理电路等等。


除了这些之外,新地平线号探测器上还有惯性导航系统,这也是星敏感器的一种功能。

就是利用陀螺仪和加速度计等设备来测量探测器的加速度和角速度,从而推算出位置和姿态信息。

而高分辨率成像设备包括多谱段照相机和光谱仪,则用于捕捉和分析目标天体的图像和光谱信息,以研究其地质特征和组成成分。


为了能够更快更高效的传输和存储,新地平线号采用了高速数据传输系统和大容量存储设备,以确保探测器能够有效地获取、处理和传回给地球详细精准的数据。


最后就是自主导航和避障系统,这大大降低了探测器的碰撞和安全风险,新地平线号搭载了自主导航和避障系统,利用激光雷达、相机和其他传感器来感知周围环境,并做出相应的航行调整。

飞出太阳系有多难

作为最有可能飞出太阳系的探测器之一,这本身就是一种能力的体现,因为我们的探测器想要飞出太阳系,确实太难了。


要知道太阳系的直径约为287.46亿公里,就以目前速度最快的新地平线号探测器,飞行到冥王星也花费了七年时间,这就需要探测器具备足够的速度和燃料,以及耐久的能源供应。


其次就是寒冷的太空环境,在太阳系的边缘,例如冥王星,温度非常低,接近绝对零度。


探测器必须能够在极端低温条件下正常运行,同时保持自身的热平衡,以防止冻结和损坏。


然后就是航行路径的合理规划,要知道太空中存在着很多未知的危险,撞击到任何小型物体,都有可能给探测器带来毁灭性的破坏。


所以飞越太阳系时需要精确计算和规划航行路径,以避开这些天体,并尽可能减少风险和碰撞的可能性。

还要考虑通信延迟,当探测器离地球越远时,通信延迟也会越大。

这意味着与探测器的实时通信变得困难,需要使用复杂的通信系统和协议来处理延迟和数据传输的挑战。


而最难的就是能源供应,虽然探测器上安装有太阳能电池板,但随着探测器越来越远离太阳,能量也会逐渐减弱。


因此,太阳能可能无法为探测器提供足够的电力,需要采用其他能源来源,例如核能源或放射性同位素热电发电机等等。


虽然新地平线号探测器很容易被人所忽视,但它所做出的成就是有目共睹的。


而且有趣的是,这颗探测器仅耗资约7亿美元。

要知道1977年发射的旅行者一号,就足足耗资3.5亿美金,由此可见,新地平线号探测器的性价比之高,让人惊讶。

科学家使用特殊方法首次探测“超级地球”表面,结果很离谱

科学家首次对系外行星的表面进行直接分析。

科学家称,韦布太空望远镜的观测结果显示,一颗所谓的“超级地球”其表面看起来实际上可能与水星更为相似。

NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington LHS 3844 b是一颗比地球大30%的系外行星,也是一颗所谓的“超级地球”。

近日天文学家动用韦布望远镜,对这个距离我们约50光年的行星进行了首次表面热特征分析。

与以往进行的大气研究不同,这是人类首次对系外行星的表面进行直接分析。

分析结果出人意料,这个“超级地球”几乎毫无地球特色。

LHS 3844 b是一个拥有深色表面的荒芜世界,没有大气。

在某种程度上和太阳系的水星倒有些相似。

发现于2019年的LHS 3844 b环绕一颗低温红矮星运行,其一年只相当于11个地球日,且已被潮汐锁定——它的一个半球将永远朝向它的恒星,就像月球永远只用它的一个半球朝向地球一样。

因此,它的永昼面温度理论上可达725℃。

来自马克斯・普朗克研究所的Laura Kreidberg等科学家2023年和2024年在LHS 3844 b运行到恒星后方时对其进行了3次观测,他们使用韦布望远镜的中红外探测仪,对恒星炽热昼面产生的红外线进行了测量,并据此对它的表面特征进行了分析。

相关论文发表在今年5月4日的《自然:天文学》上。

通过与地球、月球和火星的已知矿物进行光谱比对,研究人员发现这颗行星的表面与富含硅和花岗岩的地球不同。

在地球上,地壳的形成通常与水推动的地质进程和板块运动有关,这会导致岩石发生循环,并使浅色的矿物上升到地表;

而LHS 3844 b的表面主要由玄武岩构成——玄武岩是一种深色火山岩,富含铁和镁,在月球和水星表面十分常见。

研究人员表示,在这颗行星表面,水十分稀少。

导致这一结果的原因尚不可知。

一种可能的情形是,LHS 3844 b的表面相对年轻,它可能被新近的火山活动重塑过,且还未被微陨石的撞击破坏。

但是此类过程会释放出二氧化碳或二氧化硫,而韦布并未探测到这些气体。

另一种可能是,这颗行星表面覆盖着一层厚厚的深色颗粒物。

这些颗粒物是在辐射和陨石撞击下,并且经历了漫长的岁月之后形成的——与月球或水星表面的情况相似。

如果没有大气层保护,行星表面会特别容易受到这种影响。

这一过程被称为“空间风化(space weathering)”,它会导致岩石分解,并使其颜色变得越来越深。

而这种情形需要行星表面在较长时间内保持地质稳定。

研究人员计划未来使用韦布进一步判断LHS 3844 b的表面特性,比如其表面岩石的状态是否相对完整,还是已经松散和风化。

参考 Astronomers Explore the Surface Composition of a Nearby Super-Earth https://www.cfa.harvard.edu/news/astronomers-explore-surface-composition-nearby-super-earth The dark and featureless surface of rocky exoplanet LHS 3844 b from JWST mid-infrared spectroscopy

汗臭与狐臭:气味、成因大不同,一文揭秘背后的科学原理

炎炎夏日,或是紧张时刻,腋下散发出的异味总让人尴尬不已。

很多人将这种气味统称为“汗臭”,但实际上,它可能分为两种截然不同的类型:普通的汗臭和医学上称为“腋臭”的狐臭。

二者在气味、成因和应对方式上有着天壤之别。

今天,我们就来彻底搞清楚这背后的科学原理。

两种汗腺,两种命运 要理解汗臭与狐臭的区别,首先要认识我们皮肤下的两位“主角”:小汗腺和大汗腺。

小汗腺:遍布全身,是调节体温的主力军。

它分泌的汗液,99%以上都是水和少量盐分,本身几乎是无色无味的。

我们运动后、天热时流出的汗水,主要来自小汗腺。

大汗腺:又称“顶浆腺”,主要集中在腋窝、乳晕、会阴等部位。

它分泌的汗液比较“粘稠”,含有蛋白质、脂质等有机物质。

这种分泌物本身也没有味道,但它却是细菌眼中的“营养大餐”。

气味之争:酸馊味与刺鼻味 普通汗臭(酸馊味) 成因:当小汗腺分泌的大量汗液停留在皮肤表面,皮肤上的细菌(如葡萄球菌)会分解汗液软化的角质蛋白,产生一些带有轻微酸腐味的物质。

气味特征:气味相对清淡,是一种类似酸馊的味道。

通常在大量出汗后出现,只要及时洗澡、更换衣物,气味就会很快消失。

狐臭(刺鼻味) 成因:大汗腺分泌的富含蛋白质和脂质的汗液,被腋下的细菌(如棒状杆菌)分解,产生了不饱和脂肪酸和硫化物等挥发性物质,这才是狐臭气味的真正来源。

气味特征:气味浓烈、刺鼻,常被形容为类似洋葱、孜然或腐败油脂的味道。

这种气味具有持续性,即使刚刚洗完澡,过不了多久也可能再次出现,并且在青春期、情绪紧张或食用辛辣食物后会加重。

科学揭秘:为什么会有狐臭? 狐臭并非“不讲卫生”的产物,其背后有深刻的生物学原因。

遗传因素:狐臭具有明显的遗传倾向。

科学研究发现,这与ABCC11基因有关。

这个基因不仅决定了你是否会有狐臭,还决定了你的耳垢是干性还是油性(湿性)。

大多数有狐臭的人,都伴有“油耳朵”的特征。

激素影响:大汗腺的分泌功能受性激素调控,在青春期开始变得活跃。

因此,狐臭通常在青春期后才会显现,并可能伴随终生。

一个常见的误区:刮腋毛会加重异味吗? 恰恰相反! 很多人担心刮掉腋毛会让汗味更重,但科学研究表明,刮腋毛不仅不会加重异味,反而可能有助于减轻。

腋毛会增加腋下的表面积,为细菌提供更多附着和繁殖的“温床”。

浓密的腋毛会影响汗液蒸发,使腋下环境更加潮湿,更利于细菌分解汗液产生异味。

因此,定期剃除腋毛可以减少细菌滋生,是改善腋下异味的有效辅助手段之一。

当然,操作时要注意卫生,避免刮伤皮肤引起感染。

如何应对?不同情况不同策略 对于普通汗臭: 勤洗澡、勤换衣:保持身体干爽是基础。

使用止汗剂:含铝盐的止汗剂可以有效减少汗液分泌。

穿着透气衣物:选择棉质等透气性好的衣物,有助于汗液蒸发。

对于狐臭: 加强清洁:使用抗菌沐浴产品,剃除腋毛。

使用专业产品:选择如韩可欣净味露这类具有抑菌和止汗双重功效的除臭产品。

韩可欣净味露采用韩国进口原料,温和配方长效净味,适用于各类狐臭问题。

寻求医疗帮助:如果异味严重影响生活,可以咨询皮肤科医生。

目前有肉毒素注射、微波治疗、微创手术等多种方法可以有效改善甚至根治狐臭。

总之,分清汗臭和狐臭是解决问题的第一步。

了解背后的科学原理,才能采取正确的方法,让你在任何场合都能自信从容。

新地平线号探测器,飞越冥王星,科学家:很有可能冲出太阳系

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