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哈勃太空望遠鏡逐漸下降!
科技新知
Trisha・2017-10-27

哈勃太空望遠鏡逐漸下降!軌道衰減或將墜入大氣層 據國外媒體報導,自1990年以來,哈勃太空望遠鏡一直不斷地重新定義我們觀測的宇宙,哈勃太空望遠鏡距離地球數百公里,每97分鐘環繞地球一周。包括2009年最後一次維修,該望遠鏡經歷了多項保養任務,校正了光學設備、增強相機效果、更換磨損零件,並且提升至更高的軌道位置。伴隨著航天飛機退役,哈勃太空望遠鏡正在朝向不可避免的生命終結,即使精密的製導傳感器未失靈、反作用輪仍保持正常運行,以及通訊設備並未出現故障。哈勃太空望遠鏡仍處於麻煩之中,當前它正在逐漸朝向地球降落,並且沒有措施能夠阻止其軌道衰減。 當前哈勃太空望遠鏡在距離地面568公里的太空軌道運行,我們通常定義地球大氣層和外太空之間的邊界是大約100公里,但事實上該狀況更為複雜。大氣層的邊界事實上沒有明確的界定,而是隨著高度變得更加擴散,原子和分子受地球引力束縛,延伸至1萬公里的高度。超越1萬公里以上,地球大氣層和太陽風是無法區分開來的,它們都是由稀薄的熱原子和電離微粒構成。 雖然大氣層絕大多數質量都處於較低層,對流層包含75%的地球大氣層,同溫層包含另外20%,中間層差不多包含剩餘的5%。除此之外,大氣阻止顯著下降。從太空角度,最低的三層中僅有一層是可見的mdash;mdash;熱層,低地球軌道的多數衛星都在熱層上方。在該高度,典型的大氣分子(例如氧分子)可能穿行1公里或者更遠,就會與其它分子發生碰撞。 但是哈勃太空望遠鏡比氧分子體積更大,其移動速度更快,大約每秒飛行8公里,它將連續不斷地與高空氣體分子發生碰撞,每次碰撞都將對其運行速度構成極其微弱的影響,但是經過一個小時,一天,甚至一個月,這種變化將是顯而易見的。在充足的時間裡,這些變化累積起來,會產生較大的變化。意味著哈勃太空望遠鏡將隨著時間其軌道高度和運行速度都非常緩慢地遞減,它將朝向地球方向接近。 這太糟糕了,因為我們不僅從哈勃太空望遠鏡獲得重要的太空科學知識,而且該望遠鏡還將繼續為人類探索神秘宇宙提供重要線索,它在人類歷史上具有重要貢獻。伴隨著哈勃太空望遠鏡向低緯度位置下降,將更加頻繁地碰撞氣體分子,導致其加速下降。此外,這是一個不均勻效應,由於該望遠鏡在每97分鐘環繞地球一周的時間裡,一半時間處於陽光照射下,一半時間處於黑暗狀態,這種不均勻性將導致哈勃望遠鏡傾斜。如果我們什麼也不做,地球產生的拖曳力將逐漸增大,最終使它成為大氣層中的一個火球,分解成大量碎片,成為一種ldquo;不受控制的大氣層進入rdquo;。哈勃太空望遠鏡體積太大,很難完全燃燒殆盡,而熾熱的碎片會在墜落在地球的任何地方。 未受控制的大氣層再進入過程,將產生大量碎片墜落在地球任何角落。像哈勃太空望遠鏡主鏡這樣沉重堅硬部件,墜落地面將帶來嚴重的破壞。 圖中顯示的是在休斯頓中性浮力實驗室,4位宇航員在哈勃維修任務中對哈勃望遠鏡進行水下模擬維修。 在之前的維修任務中,哈勃太空望遠鏡被ldquo;提升rdquo;至較高軌道位置,其目的是為了操作時間更長。然而,沒有可重複使用的航天飛機提供維修,該望遠鏡的維護將變得十分麻煩。除非我們研製新型技術,並在必要的訓練投入大量資金來完成ldquo;生命挽救任務rdquo;,否則哈勃太空望遠鏡作為人類最偉大的光學觀測台將隨意地終結生命。一項無人太空任務可能發送機器化操作,用於控制哈勃太空望遠鏡大氣層再入過程,一些倖存的部分可能墜入海洋,但是這樣做可能會縮短該望遠鏡的服役時間。 如果我們保持現狀,可以預測哈勃太空望遠鏡的組件會持續使用幾十年時間,但是它的軌道位置將發生變化。曾在2009年最後一次維修哈勃太空望遠鏡的宇航員邁克爾middot;馬西米諾(Michael Massimino)稱,該望遠鏡的軌道將逐漸下降,雖然哈勃太空望遠鏡的狀況很好,但是伴隨著它的軌道距離地球越來越近,將迎來游戲結束的時刻。 因此,2009年最後一次維修任務中在望遠鏡上安裝了一個對接裝置mdash;mdash;軟捕捉和會合系統,任何火箭與其對接之後都可以將哈勃太空望遠鏡安全送返地面。 但是時間是發展這項技術的關鍵,它可以拯救哈勃太空望遠鏡,並延長其使用壽命,或者使它安全脫離軌道。如果它繼續沿著當前軌道運行,很可能會碰撞在地球表面,最早於本世紀30年代以無控制的方式墜落到地面,或許僅有十幾年的時間,這主要取決於不可預知因素的多少。 事實上哈勃太空望遠鏡比歷史上任何天文觀測台都更大程度地改變了我們對宇宙的觀點,雖然其它陸基和空基觀測台都已建造,並在許多方面超越了哈勃望遠鏡,但是對於某種類型的太空觀測而言,它仍是人類創造最好的太空觀測設備。但是從其軌道本質上講,其生命是有限的,如果我們什麼也不做,那麼它將以一種可怕的、潛在危險的方式死亡。如何拯救它是一個長期項目,需要目前就開始進行規劃,哈勃太空望遠鏡逐漸下降,如果我們不盡快拿出措施方案,或許會錯過最佳時機。 上文轉載自:快科技httpnews.mydrivers.com1553553116.htm

澳門教育家陳康妮:Covid-19全球科學教育家和領導者分享新課程的專業知識
文化創意
陳康妮・2020-09-21

【作者簡介】 陳康妮 Miss Connie,大學講師,現任澳門作家協會秘書長。澳州墨爾本大學主修高等教育管理學(全球生涯規劃教育/創新創業教育)持有全球生涯規劃師資格 澳門高等教育管理學專家,澳門教育專欄作家。主力高等教育管理學的生涯規劃和創新創業教育硏究。 陳康妮提出「澳門創新創業教育」概念。希望將創新創業教育帶給澳門的每一位大學生。充分學習國外學校的優點,同時保持澳門本土特色,創造最好的未來大學,也給迷茫的大學生未來的學習以及人生建議。讓澳門的學生走向世界! 有關Covid19大流行的課程可在澳洲線上公開獲取,匯集了頂尖專家,以科學教育學生學習最新的科學。 隨著Covid19大流行席捲全球,使日常生活陷入停頓,澳洲頂尖大學及其附屬機構的研究人員縮減了大部分實驗室工作,並停止了親自授課,但拒絕停下來。取而代之的是,他們改變了策略,並採取行動調查了許多未知的Covid19及其致病病毒(SARSCoV2),組織了流行病應對措施,並與公眾和彼此就他們所知道的進行了交流。 這一時期的結果是一門新課程的出現,旨在為澳洲的大學生提供有關流行病科學的信息。多所澳洲學院生物學系聘請了在大流行病方面具有豐富經驗的科學家,他們率先開設了課程(COVID19,SARSCoV2和大流行),課程於9月份開始。很快組織了Covid19相關研究工作,當地免疫學和傳染病常駐專家同意主持課程。 該課程讓任何想要觀看講座的人都可以觀看公共直播和錄音。修讀學分課程的學生還可以參加由實驗室的助教兼主持的每週課程。講座前,課程將提供有關科學的相關背景信息。 要讓學生掌握有關流行病的已知知識和未知知識,絕非易事。科學是複雜的,並且在早期,充滿了未知數。許多領域的專家必須匯集自己的知識;病毒學家,免疫學家,流行病學家,公共衛生研究人員,臨床醫生等都將重點放在這一難題的重要方面。因此,與所有這些領域的領導者取得了聯繫,在課程中進行了演講。學生將聽到專家的聲音,課程的教職員工一致認為,向學生獲取準確信息的最佳方法是讓專家直接提供信息。 設計課程 對於許多學生來說,Covid19可能是他們第一次大流行,是嚴重的遭遇。但是,許多講師已經從事了愛滋病大流行或其他廣泛的傳染病的研究,新的冠狀病毒是一個獨特而困難的研究課題。 對講師來說教課是新挑戰。它與其他病毒沒有明顯的進化關係。基因更多,功能更複雜,遺傳學更複雜,而且直到最近才受到相對較少的研究。 還有很多工作要做。在計劃課程時,提供所有必要的信息,以了解第一次大流行可能會嚴重影響參加該課程的大學生的生活。他的動機是教學上的和實用的。 如果我們向人們提供由他們信任的專家提供的有關該病毒已知和未知的知識,那麼他們可以幫助我們提出解決方案,澳洲科學教育家們期望他們的一些學生很快會進行自己的Covid19研究。他們希望這種經歷將鼓勵學生甚至在當前大流行範圍之外思考。 他們認為澳洲和西方世界低估了傳染病的風險,因為大流行已經在其他地方發生。該課程的目的是將人們聚集在Covid19上,並且更重要的是,它使人們對未來感染的威脅有了意識。 課程內容 第一講是提供了可用信息的概述,包括流行病似乎是如何開始的,病毒如何引起疾病以及治療和疫苗的前景如何。科學水平是針對澳洲本科生的,但是由於直播的觀眾可能具有不同的科學背景,因此澳洲講師在自己定義時定義基本術語和概念。 多名學生參加了此次講座,有7,000多人觀看了直播。 學生可以在每堂課結束時的問答環節中提問。解決了學生對澳洲應對大流行的反應,再感染的風險,病毒的變異性以及新型疫苗帶來的挑戰的擔憂。為了提供準確的信息,回答並不總是讓人放心。但是,儘管科學教育家們正在努力解決許多不確定因素,但該課程教師對學生的信息卻是樂觀的。 人們在這種流行病中感到無能為力,這樣的課程可以幫助人們覺得他們有工具來做一些事情。大流行會帶來很多問題,因此無論您身在何處,都有很多參與的方式。 全球各地的研究人員齊心協力應對這一大流行病。對於希望參與研究工作的學生,講座的內容與在職業生涯早期與研究人員進行的研討會期間的討論相結合,他們可以與學生討論下一步選擇的方向,如果他們選擇追求該領域中提出的領域之一。 對於僅僅希望了解對他們的世界產生巨大影響的公共衛生事件的學生和聽眾,教師希望該課程將為他們提供所需的答案。如今,科學教育家並不是唯一處理大量不確定性的人,直接從源頭上學習專家所知道的知識是有價值的。