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20世纪世界航天里程回顾(中)

1999-06-29 来源:光明日报 廖春发 我有话说

千百年来,人类对自然界的认识全部来源于地球表面的生产活动和科学研究,天文学家从地球上的天文台观测宇宙往往要受到地球大气层和周围环境的干扰,而航天技术开创了人类从外层空间观测地球以及整个宇宙的新时代。通过各国发射的数百颗科学探测卫星、宇宙探测器和天文观测卫星,科学家们已经基本了解了地球外层空间的环境,发现了地球辐射带、地球磁层、地冕、太阳风和南极上空的“臭氧空洞”,基本上了解了它们的结构及其相互影响;测量了太阳系大多数行星的大气参数、表面结构和化学成分;首次发现了地球上无法观测到的木星、天王星和海王星光环,发现了木星有16颗卫星,土星有23颗卫星,天王星有15颗卫星,海王星有8颗卫星,比1978年以前人类从地面用天文望远镜观测到的这些行星的卫星总数多了一倍。

自古以来,天文学家们一直是依靠“可见光”天文望远镜和射电天文望远镜来观测天空,探索宇宙的。由于受地球大气层的遮挡,宇宙中的红外线、紫外线、X射线和伽玛(γ)射线无法在地球表面上探测到。

航天技术使人类有可能把装有红外望远镜、紫外望远镜、X射线望远线和γ射线望远镜的卫星送上太空,甚至把一架孔径2.4m的哈勃号大型光学望远镜送上离地面600km的轨道上,从而诞生了空间天文学。科学家们发现在太空中存在大量X射线、γ射钱和极高能量粒子,以及红外天体和可能是“黑洞”的天体,获得了有关地球空间、行星际空间、太阳系和100多亿光年之遥的整个宇宙空间的丰富信息,大大更新了人类对宇宙的认识,推动了空间物理、高能物理、天文和生物等学科的发展。过去40年人类从空间探测所得到的知识比自天文学诞生以来几百年中人类从地面观测所获得知识总和还要多许多倍!这些成果和以下几件大事息息相关。

行星际探测获得重大成果1973~1974年和1977~1978年,美国航宇局分别发射了两对名叫先驱者10~11号和旅行者1~2号的宇宙探测器,在后来的10多年中它们先后飞越了木星、土星、天王星、海王星及其卫星,发回了这些行星及其卫星和光环的数万张照片,取得了许多重大成果,使人类对这些行星乃至对太阳系的认识有了质的飞跃。此外,这两对探测器上还分别携带了地球人类送给外星人的镀金铝制“名片”和一张特制的镀金铜质唱片,唱片的一面上录制了90分钟的“地球之音”,包括用60种语言向外星人的问候语、美国总统和联合国秘书长给外星人的贺辞、35种自然界音响和27种古今名曲;另一面上录制了116张反映地球文明的照片。目前这两对人类“特使”已经或将要飞出太阳系的引力范围,未来10亿年它们将在茫茫宇宙中漂泊,寻找地外文明和人类的知音。它们已成为人类飞向宇宙空间距地球最远的人造物体。

无人探测器在金星和火星表面软着陆自1978年以来,美国和前苏联先后向金星和火星发射了许多无人探测器,并多次在金星和火星表面软着陆,实地探测了这两个行星,取得了前所未有的科学探测成果,揭开了金星的神秘面纱和火星生命之谜。其中研究金星的“温室效应”对人类解决“地球变暖”等世界难题将有重要启示;而90年代美国对火星表面进一步探测,将为人类在21世纪载人登火星开辟道路。

人类首次近距离探测哈雷彗星1986年,趁哈雷彗星再次回归地球的机会,欧空局、前苏联和日本等先后发射了6个不载人宇宙探测器前往考察,其中欧空局派出的乔托号在1986年3月14日从离哈雷彗星彗核大约600km的地方飞过,并穿越彗尾,在人类历史上首次近距离拍下了彗核的照片,对这颗“扫帚星”的形状、大小、构成成份和为什么会产生如此巨大的发光彗尾均有突破性的认识,揭开了这颗彗星的许多不解之谜。

哈勃号太空望远镜发射入轨1990年4月,美国耗资20亿美元研制成功的巨型太空望远镜从航天飞机送入轨道后,发现其主镜存在1.3mm的加工偏差,导致哈勃号患“近视眼”。1993年12月航天员成功地修复了哈勃号,使其观测宇宙的能力从修复前的40亿光年延长到140亿光年,分辨率比修复前提高了50%。

哈勃号使天文学家避开地球大气层的遮挡,观测到100~140亿光年宇宙深处的许多奥秘,为人类认识宇宙,解开许多宇宙之谜,如宇宙起源,宇宙大爆炸,宇宙是无限还是有限,以及“黑洞”等,提供了重要手段,它将会对天文学的发展带来深远影响。(待续)

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