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我所關注的重要與不重要的事實

2014年12月11日 星期四

ScienceAtNASA - 下一站,冥王星!

ScienceCasts:One Year to Pluto

IRW#17


如你所見,這只是張圖。影片在全文。




=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-= 主要影片 =-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=


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Tags: 新視野號(New Horizons Mission)、探測任務、天文突破、太陽系大探險、冥王星、柯伊伯帶(Kuiper belt)、日球(Heliosphere)、宇宙速度




連結與註解:造訪網站 http://science.nasa.gov/ 以獲得更多訊息。



XDXDXD 這只是個補充資料影片,沒有中字喔 XDXDXD



XDXDXD 這只是個補充資料影片,沒有中字喔 XDXDXD



. 好,我做功課,看了上面這個影片 14:00~28:00 ,將裡面講的一些有趣的新視野任務的八卦,以文字補充在下面 ^^

. 三位受邀講解人都是 NASA 的大咖。左一是 James Green,NASA行星科學部門(太陽系探勘部)主持人。中間是 Edward C. Stone,前噴射推進實驗室主任,目前距離地球最遙遠的人造物體、收穫纍纍的「航海家任務」之父。最右是「新視野號」計畫主持人 Alan Stern

. 三位解釋了許多新視野號的使命。例如,比起結果豐碩的航海家任務(Voyager)--Voyager 1 經過了土星與木星,Voyager 2 更神乎其技的大滿貫飛掠了木土天海四顆行星。

. 新視野號 實在有點「我就是要去冥王星,其他星球我不管」的意思在,首先藉由強而有力的推動火箭,達到破紀錄的脫離速度 16.26km/s(幾乎達到第三宇宙速度16.7km/s),直奔木星獲得重力拋射加速(+4km/s),然後精準的瞄準冥王星,中間經過土星、天王海王星軌道都是一個行星不在家,空空如也,太空中漫長的冬眠,只每個月喚醒起來檢查儀器而已。

. 那美國人到底為什麼要不惜成本探測冥王星?影片說道,原來,冥王星是美國人發現的啊!

. 冥王星發現人是 克萊德‧湯博(Clyde Tombaugh),在美國最古老的天文台:羅威爾天文台(Lowell Observatory)。事實上建立天文台的老前輩羅威爾(Percival Lowell)本人就曾靠計算與觀測去尋找「海王星外天體 -行星X」,但是壯志未酬身先死。

. 補個八卦,原本羅威爾建立天文台的目的,居然是要「觀測火星上的(火星人建造的)運河」,雖然在那個儀器不如今天清晰的前太空時代,怎麼樣大膽的想像都不是不可能--只要你像羅威爾一樣認真小心求證就行了。

. 最後湯博憑著堅毅的耐心、無限的耐煩比對星圖、與驚人的眼力,終於在「距離羅威爾生前預言"行星X"位置」相差不到 6 度之處找到了冥王星,這是湯柏與羅威爾兩代人,甚至整個美國的驕傲--大概是「美國的天文學水準總算趕上歐陸了」的感覺,因為發現天王星的是英國的赫歇爾,發現海王星的是法國的勒維耶和英國的亞當斯

. 以上八卦來源是中文高等科普之王盧昌海老師的《尋找太陽系的疆界》系列(集結出版後改為《那顆星星不在星圖上!-尋找太陽系的疆界》)

**按:中文科普之王是我自己亂封的,不過盧老師寫的都是些很牛的題材:試看其中四本的標題   《那颗星星不在星图上》《太阳的故事》《从奇点到虫洞》  《黎曼猜想漫谈》Mind:=Blown

. 簡而言之,NASA 探索冥王星是一個「自己(發現)的行星自己探索」的壯志雄心。








 = = = = = = = = = = = 以下離題越來越遠可以不看的分隔線  = = = = = = = = = = =

. 冥王星的五個已知衛星命名都和希羅神話中的冥府有關

0. Pluto 是羅馬人的冥王,神話都是照搬希臘神話裡黑底斯(Hades)的,比較特別的是,羅馬人認為冥王掌管地下的財富,一方面因為冥府和金屬礦物一樣都深埋在地下。另一方面是和名字非常相似的財富之神 Ploutos(Plutus)神格合併(conflate)了。

不知道這典故一定會疑惑英文字 Plutocracy (金權政治)中,冥王與跟錢怎麼扯上的關係呵呵?我絕對不承認我是從Clicker Heros的攻略裡知道這個冷知識的。

1. Charon(卡倫): 冥河 Styx 上載運亡靈到另一個世界的擺渡人(ferryman),東方與西洋都想像人死後要過河,也都有擺渡人的巧合很有趣。<鬼燈的冷澈>也出現過希羅神話的冥府諸神,不過最近戲份很少說。

天文上卡倫是太陽系裡第十二大的天然衛星(誰要挑戰在留言裡列出來?),但相對母星的大小來說是最大,卡倫和冥王星的質量中心位在冥王星本體以外,所以事實上可以看成是一個雙星系統繞著該點公轉。

2.  Nix (Nyx, 婗克斯):希臘的夜之女神,帶有非常神祕的美麗與力量,特別的是連好色的宙斯都畏懼她三分。是擬人化神「睡眠」(Hypos, 許普諾斯)、「死亡」(Thanatos, 塔納托斯)雙胞胎的母親。

3.  Hydra(勒拿九頭蛇):被大力士海格力斯(Hercules)在十二項任務(The twelve labours of Hercules [1][2])過程中討伐殺死的怪物。傳說砍下一顆頭還會生出一顆(或兩顆)。據說死後落到黑底斯家和地獄三頭犬一起守門。

4.  Kerberos (可魯伯祿斯, 或拼為 Cerberus, 常譯為賽柏拉斯):地獄看門的三頭犬,怪物 Hydra 的父親。海格力斯的最後一項任務是赤手空拳生擒賽柏拉斯,並把三頭犬從陰間帶回陽間給國王看一眼,國王看了這妖物屁滾尿流地連忙承認海格力斯已經完成十二項任務,已經洗心革面可以做個更生人(誤)...自由人了。

5.  Styx(斯蒂克斯):冥河 Styx 本身的女神......又是河又是神希臘人表示邏輯毫無問題。泰坦巨人(Titans)之後,但在泰坦之戰卻擁護奧林帕斯諸神,因為她的強大力量,宙斯在大戰後規定眾神今後需以Styx之名發誓,而毀誓的處罰非常悽慘,一年的時間不能吃天神專用的珍饈玉露(ambrosia and nectar),十年被孤立於諸神的社交圈之外。

在但丁神曲裡頭,地獄也就是黑底斯他家有五條大河:Styx(意思是厭惡)、Acheron(Charon工作擺渡的河,有人說和Styx是同一條,有人說Charon比較忙碌同時要管這兩條河XD)、Lethe(遺忘之河,也是遺忘女神)、Phlegethon(火之河)、Cocytus(慟哭之河)。


. 和其他深太空探測器一樣,新視野號的動力當然不能用太陽能,而是核電池。由鈽-238(Pluto-nium)為動力的核電池航向冥王星(Pluto)實在是非常適當。

. 新視野號使用的鈽核電池熱功率是4400瓦,轉換成300瓦的電能(轉換率6.8%)。[]

. 影片還提到一個我們一般比較陌生......大概是因為和日常生活只有一點點一點點的關係......的概念:太陽圈(Heliosphere)。要說起來無限廣袤的星際介質(Interstellar medium, ISM),那稀稀疏疏的,99.9%都是氫和氦原子構成的氣體。以上的超遠距化學分析,科學家是利用光譜分析得知的。

. 岔開來說,天文學的慣例是把剩下0.1%的非氫非氦元素一律叫作「金屬」,所以在天文學家眼中硼碳矽鍺氮磷砷氧硫硒碲氟氯溴碘氦氖氬氪氙氡全都是金屬,天文學家的周期表只分兩區,簡單得國中生都要羨慕死了 :)

. 說到哪?喔,太陽圈就是太陽風的勢力範圍的意思。太陽從誕生、開始核聚變之初,就以光子和粒子流的方式,擺擺盪盪多多少少但還算相對穩定的輸出能量。其中由太陽送出的粒子流就叫做太陽風,雖然名稱叫風但其實卻是相對太陽 每秒鐘兩百到九百公里 的速度噴射不復返的帶電粒子。彗星的尾巴永遠背向太陽就是因為這股粒子流不斷的撞擊彗星掉下來的塵埃,塵埃再反光被我們觀測到。

. 這個太陽風「場」就在星際物質中吹出一個向外的泡泡,泡泡中的粒子絕大多數都來自太陽,外來的星際物質只能微量的混入,這個勢力範圍就定義叫作太陽圈。因此太陽圈以內的物質元素豐度比例會和太陽日冕上的組成相同,都是72%氫與25%氦(注意到與星際介質的顯著不同)。

. 一直以來上面一段話科學家是不能實際測量,只有理論上知其存在的。然而人類(美國人)已經發射了四顆離開太陽系,永遠不會回頭的星際探測器,分別是先鋒10、先鋒11號、航海家1號、航海家2號,其中兩艘航海家探測器都積極的測量著太陽風,並都已經分別通過一系列日球層的外邊界,名字非常酷炫的:

>>終端震波(Terminal shock)-太陽風造成的等效壓力正比於粒子通量(flux),也就是與距離平方成反比,而星際界質雖然稀疏但持有一個恆常的壓力,終端震波就是當太陽風壓與星際介質壓力相等時,帶電粒子忽然撞牆般減速到 每秒鐘100公里 以下,形成一個物質密度、磁力密度的驟然變化區。

>>日鞘層(Heliosheath)-減速但未停下來的太陽風
>>日球層頂(Heliopause)-不敵星際風(steller wind)而完全停止甚至逆轉的粒子流

. 太陽圈的構造理論不斷被觀測革新,從航海家1,2號起到近年發射的 SOHO、IBEX態測器,並不是重寫教科書而是從零開始由證據開始寫教科書,很多舊與新名詞關係複雜,所以我還是就此打住不繼續查了XD

 (顯然是底下本來有寫一些無法收拾的東西後來又自刪了XD)

. 喔,對了,太陽風來自太陽大氣日冕層的太陽閃焰(耀斑,solar flare)或日冕大規模物質拋射(Coronal mass ejection, CME)。你知道地球在 2012 年 7 月 23 號,真的從一次可能的世界末日文明歸零的危機中逃過一劫嗎?一切都起自於一次太陽表面的「完美風暴」,而且科學家跟去過去五十年的資料推估,未來十年內同樣規模的 CME 擊中地球的可能性是 12%。非常驚人的大。

. 也許大家可以開始考慮添購獨立發電裝置、維生設備、防電力脈衝的儲存設備、還有儲備黃金等實質財富媒介。我也可以放棄在網路上寫作了QQ

. Discovery頻道製作的特別節目「完美天災:太陽風暴」(Perfect Disaster - Solar Storm)可以找來看。

. 另外威廉‧福岑的小說《一秒之後》,雖然講的是電磁脈衝攻擊(EMP attack),也可供借鑑。


延伸閱讀:

IRS@ ScienceAtNASA - 羅賽塔號的彗星之旅

IRS@ Scishow - 土星環哪裡來
http://irsatwork.blogspot.tw/2014/02/scishow-saturn-ring.html

人類首探冥王星!休眠9年 NASA「新視野號」被喚醒 Sid Weng @ The New Lens
http://www.thenewslens.com/post/99774/

太陽系行星距太陽距離的經驗公式:提丟斯-波德法則
http://en.wikipedia.org/wiki/Titius%E2%80%93Bode_law

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