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分分钟看懂航天领域黑科技

  本人航天领域,这个领域号称是工业的皇冠或皇冠上的明珠,我也来科普下自己从事的领域:遥感/科学卫星/星座精密定轨。这类卫星普遍特点是不服务于工程/军事,而专注于科学,尤其是将各种人类科学领域"黑科技"在航天中实现。
  我博士课题研究的卫星是,ESA(欧洲空间技术研究局)的GOCE卫星(重力场和稳态海洋环流探测)。这个例子是GOCE卫星,每次看到它资料,我都有一种"人类是这个世界最伟大的生物,看他们造出来的东西就知道了"的感觉,实在是匪夷所思的技术 !
  我导师全程参与了这个项目的论证、管理及科研工作,本人也做过很多研究,跟大家说起来也得心应手。不多说,先放一张图,
  这颗卫星是2009年3月27日发射的。最主要作用是详细测量地球重力场,2013年已经返回地球了。
  众所周知,地球不是个球体,但也不是个椭球,而是个异常复杂有着不同重力分布的奇怪物体,如果按照重力场的异常/变化去画,地球基本上是这个样子的(注意,这个并不代表地球的真实形状),
  而且这个重力场还是在不断变化的。为了获得如此精细的测量信息:
  1.卫星自然不能飞得过高,就好比拿尺子测桌子长度必须紧贴在上面一样;
  2.卫星必须得带超高精度的尺子,千分尺肯定比米尺读出来的有效位数高,这个显而易见了。
  那么,这颗卫星就飞在了250千米高的轨道上,这个轨道忒低了,一般卫星进入这个就变成了自杀模式:这个高度上的空气密度虽然只有地球表面一亿分之一不到,但由于卫星飞的速度在7km/s以上,依然有"比较大"的摩擦力。这个力对最小的生物几乎都不会有影响,但对卫星寿命影响很大,会导致卫星轨道降低提前失效返回地球。
  对于GOCE卫星而言,这个摩擦力也会影响重力测量仪器,所以要把它修正掉。用的是一种叫做等离子发动机的东西,
  它利用电离的氙,在电磁场里加速到40000m/s的速度喷出去,产生反作用力形成推力,帮助GOCE卫星实时抵消空气阻力。
  整个过程是全自动的,它的作用力大概在毫牛顿级别。这个力的大小大概相当于你喝牛奶时一滴奶不小心掉到了地上,然后它这个落地的冲击力用来推送这颗将近15个你(你有60公斤?)体重的卫星去克服阻力飞行。
  只用了40公斤氙燃料,整个任务期间全程保持发动机开动,推了这颗卫星四年时间!燃料用完,卫星两个月就被大气拖回地球了。
  都说了,它最重要的还是为了测量重力,既然飞了这么低,肯定要用超级精密的"尺子"来丈量地球啊。用的是下面这个重力梯度仪,
  这玩意全世界只有一家欧洲的公司能造出来,连美国人都不卖,因为这个东西实在太可怕了。它可以测量到十亿分之一的重力,这是个什么概念呢?
  大概是一片雪花落到了一艘百万吨的巨轮上,对巨轮产生的加速度。
  这是欧空局官方介绍ppt中的例子,这个精度实在是匪夷所思!
  那么这么多精密的仪器在测量,咱们怎么也得精确知道卫星的位置吧,毕竟没有精确位置信息的测量数据都是木有用的。咱们就用GPS,这也是我做的课题:用GPS给这些卫星确定位置
  这颗卫星每90分钟就绕着地球飞一周,中间跟你隔着大气层和各种干扰因素。就在这种情况下,利用这些飞得高的(20000千米)卫星去定位飞的低的(250千米),我都能把这颗卫星的轨道精度定在了2厘米以内。
  是的,是2厘米!
  上面这几个字长度就大概两厘米长。
  但卫星一秒就飞了7000多米。
  为了获得这个精度,先不说必然要考虑的地球月球太阳引力、卫星的各种建模、太阳光压、地球潮汐了,就连大气潮汐、地球反射的太阳光造成的光压,都要考虑进去。
  为啥我知道是2cm精度,打激光啊,全球有几十个激光站,每个都在24小时自动工作,时时刻刻都在往天上打激光,检验这些卫星的位置精度。这些激光的准度在1毫米以内。
  那咱们也不能光知道位置啊,还得知道卫星的角度,咋办?
  用下面这个叫做恒星敏感器的东西。
  看起来相貌平齐?
  这玩意说起来也简单,对着太空拍照,拍下来之后跟自己存的宇宙背景图对比,然后就知道自己的姿态信息了。
  这个精度在角秒级别!!!
  没概念?
  圆的一周是360度,每一度都是3600个角秒。所以它的精度在3600分之一度这个级别上,别挤眼了,你用肉眼是不可能看出这个级别的。
  这还没完,它还全身各种微冲发动机、热控措施更是举世无双,但太专业就不跟大家多说了。大家可以想象它能做出什么样的结果?
  随便举几个例子,
  地球重力场按切蛋糕一样慢慢研究,就先分个1000乘1000吧,9,8的重力加速度不准确,咱们再往后来个10位有效数字?
  格陵兰岛、南极这些地区的冰川,能分成N多区,每个区域融化速度不同、甚至有的在变厚;
  电离层突发的闪烁和干扰,各种你从来没听说过的大气现象;
  今年夏季亚马逊雨林的下雨量要比往年少了XX亿吨;
  印度干旱、加州农业灌溉导致的地下水流失,三峡大坝对周边重力的影响;
  东日本大地震后地震波对大气密度的波动;
  荷兰今年冬天温度不对,咱们看看加勒比海的洋流是不是不正常?
  这次厄尔尼诺现象,跟往年不太一样,至少差出几千万平方公里吧,分别是XX、XX区域。
  简直太多科学应用了!
  人类是这个世界最伟大的生物,看他们造出来的东西就知道了!​​​​

一颗颠覆你想象的黄绿色月球陨石(附图)月海玄武岩是月球岩石之一,主要充填于广阔的月海洼地,它是在月海泛滥期间,月球内部大量的富铁和贫斜长石的区域部分,熔融产生出玄武岩流溢出而充填月海,冷却后成玄武岩。NWA6950月球宋五大名窑之钧窑,最美的瓷器非他莫属在陶瓷工艺发展的历史进程中,器物从无釉到施釉,生产出的施釉陶瓷是种飞跃陶瓷发展过程中的第二个里程碑。钧窑属宋五大名窑之一,钧釉瓷的出现,突破了以往只有青釉,白釉和黑釉等单一色釉的瓷高大上的黄釉瓷器在古代为什么只限宫廷使用在瓷器釉色上,黄釉是争议比较大的一种釉色,其中原因与黄釉色泽高难度的撑握技巧有很大关系。黄釉色也称帝王黄,根据釉色深浅不同,黄釉有褐黄浇黄鸡油黄蜜腊黄,鱼籽黄淡黄鳝鱼黄等等称呼。清龙泉窑青釉瓷的发展历史,哪个时期才是它的巅峰制造龙泉窑烧造青瓷的历史悠久,始于南朝,终于清代,经历1000多年的不断发展和兴衰变化,是我国制瓷历史最长的窖系之一。根据考古资料可将龙泉窑的发展分为四个时期,即南朝至北宋的开创时期,唐代瓷器造型以及纹饰特点瓷器鉴定一般来讲主要针对瓷器的造型纹饰胎釉彩款识烧造方法这五个方面进行,而其中造型与纹饰的突性更强,以至鉴定重要性更高。唐代北方盛行白瓷,白瓷器物腹部丰满,平底。而平底无釉是唐代瓷石铁陨石之中陨铁金属相中铁陨石也叫中陨铁,是石铁陨石的一种,目前全球收集到的中铁陨石不多,特别是目击中铁陨石更少,中陨铁含金属铁镍为1780,但一般大多为4060(重量)中铁陨石铁镍金属相的体积百分数为作为圆形方孔钱币的前身,圜钱会有哪些稀少品种?中国是世界上最早使用货币的国家之一,货币在长达五千年的使用过程,经历了从不同朝代不同试样金属货币向当今纸币的演变。年初开始,我中心根据时间在文章里适当对稀有钱币一一作系统介绍,以便繁缛的乾隆粉彩,是什么决定了它的千万价值粉彩开始于清康熙时期,是在康熙五彩的基础上,受到了珐琅彩的影响和制作工艺上的借鉴而创制和发展起来的,是一种利用乳浊玻璃釉彩调控各种色彩形成柔和粉化感的彩料。由于色彩丰富和淡雅柔软故角砾岩月球陨石的形成(附图)月球陨石是较稀有陨石,根据月球岩石特征月球陨石可分为几大类,其中有一类很特殊的岩石,那就是月球角砾岩,说他特殊是因为这类岩石是由撞击作用形成。由于这类岩石都分布于高地区域,因此也称素雅的雍正碰上炫丽的粉彩会产生什么效果我国瓷器发展经了几千年历史,发展由北方到南方,由单色到多色的彩釉,而后发展到由单色到多色组合的釉上彩,表现出千红万紫和千姿百态的艺术成果。粉彩雉鸡牡丹纹盘,清雍正粉彩,又称洋彩,是球粒陨石中的稀少品种欣赏(附图)顽火辉石球粒陨石是比较稀有的球粒陨石。它的化学与矿物成分的特征表明,它是在比较还原的条件下凝聚与聚集形成的,镁,硅,钙,铝的比值均较其它球粒陨石低。顽火辉石球粒陨石顽火辉石球粒陨石
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