是時(shí)候探索太空了！

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拖走小行星

原理：這張示意圖來(lái)自NASA的小行星探測(cè)項(xiàng)目（ARM），它演示的是探測(cè)器“拖走”小行星的過(guò)程：探測(cè)器（右側(cè)）先在小行星（左側(cè)）上抓取一塊巨石，在探測(cè)器飛離小行星后，進(jìn)入月球軌道前，探測(cè)器和巨石的引力（圖中以綠色示意）使小行星略微偏離原有的軌道——這被稱作“引力牽引”。用這種方法，只要足夠有耐心，就可以將可能撞擊地球的小行星拖到安全的軌道上去。

ARM項(xiàng)目計(jì)劃在2021年發(fā)射一顆小行星探測(cè)衛(wèi)星，該衛(wèi)星將在小行星上抓取一塊幾頓重的巨石，然后飛到月地之間的拉格朗日點(diǎn)，再?gòu)牡厍蛏鲜褂毛C戶號(hào)飛船派人上去勘探（更多閱讀：抓取太空巖石，偏移小行星軌道）。

在NASA經(jīng)費(fèi)捉襟見肘的今天，這個(gè)聲勢(shì)浩大的項(xiàng)目為什么能活得這么滋潤(rùn)呢？主要還是這項(xiàng)目有幾個(gè)噱頭讓美國(guó)的納稅人覺得還不錯(cuò)：

1.危險(xiǎn)小行星的軌道變軌。防止重蹈恐龍的覆轍，沒有超人，也要拯救全人類。

2.為載人登陸火星做準(zhǔn)備。畢竟這是獵戶號(hào)飛船和空間發(fā)射系統(tǒng)的一次載人實(shí)戰(zhàn)，通過(guò)它，人們離火星種土豆的夢(mèng)想又近了一步。

3.小行星礦藏勘探。對(duì)，就是EVE等一眾科幻作品里的經(jīng)典情節(jié)。美國(guó)土豪們表示：公司都已經(jīng)準(zhǔn)備好了，就差小行星了。（更多閱讀：去小行星采礦）

錄制者：NASA

磁暴

原理：圖中顯示的是2015年3月17日范艾倫探測(cè)器在范艾倫輻射帶中探測(cè)到的一次磁暴。太陽(yáng)突然將大量物質(zhì)從日冕中拋出來(lái)（日冕物質(zhì)拋射，CME），由此造成的“沖擊波”（行星際激波）在到達(dá)地磁場(chǎng)后形成了這次磁暴。

在圖中，圍繞著地球的像面包圈一樣的東西是范艾倫輻射帶，不同顏色代表了不同的粒子密度。這里儲(chǔ)存了大量的帶電粒子，它們都是地球磁場(chǎng)從太陽(yáng)風(fēng)中捕獲來(lái)的。而高速繞地球旋轉(zhuǎn)的黃色區(qū)域就是由范艾倫探測(cè)器探測(cè)到的磁暴形成的高能電子帶，高能電子帶時(shí)隔五天兩次掃過(guò)探測(cè)器，讓我們得以窺視磁暴的秘密。

雖然地球磁場(chǎng)保護(hù)我們免受狂暴的太陽(yáng)風(fēng)直接襲擊，但是這兩個(gè)套在地球周圍的輻射帶也成為了衛(wèi)星和航天員離開的地球的一道鬼門關(guān)。為了給航天員和衛(wèi)星提供更好的安全支持，NASA于2012年發(fā)射的一對(duì)衛(wèi)星（也就是范艾倫探測(cè)器），專門用來(lái)探測(cè)范艾倫輻射帶。這次磁暴的記錄，也使人們獲得了非常珍貴的研究數(shù)據(jù)。

在研究之外，磁暴對(duì)人們的生活也有不少影響，最直接的就是通訊衛(wèi)星受損，電視、廣播、遠(yuǎn)洋電話會(huì)受到影響。在磁暴期間，坐飛機(jī)接受的輻射劑量也會(huì)明顯增加（差不多相當(dāng)于做一次胸透）。而磁暴對(duì)家里蹲們最大的威脅則是斷電。1989年的磁暴讓加拿大的魁北克省發(fā)生9個(gè)小時(shí)的電力故障，之后進(jìn)行了11個(gè)月的電力管制才恢復(fù)正常。

1995年開始，人類已經(jīng)有衛(wèi)星對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行全天候的觀測(cè)，可以準(zhǔn)確的對(duì)磁暴進(jìn)行預(yù)警（帶電粒子的速度遠(yuǎn)小于光速），所以我們可以在高能來(lái)襲前做好準(zhǔn)備。

當(dāng)然，高能粒子和地球磁場(chǎng)、大氣的相互作用也為我們帶來(lái)了絢麗的極光。（更多閱讀：為什么極光會(huì)有不同的顏色？）

 換個(gè)角度，從國(guó)際空間站上看看極光。原視頻來(lái)自：NASA

錄制者：NASA

誰(shuí)在看太陽(yáng)？

原理：圖中這個(gè)模糊的大白球就是太陽(yáng)，上面的黑點(diǎn)是黑子。這太陽(yáng)怎么看都算不上拍得好，不過(guò)它還真有些來(lái)頭：這是好奇號(hào)火星車的“右眼”（桅桿上的主照相機(jī)（MastCam）之一）從火星上拍到的圖像。好奇號(hào)的“右眼”是一臺(tái)100mm焦距的相機(jī)，圖中只是截取了原始照片的一部分，所以分辨率不高。左圖只進(jìn)行了坐標(biāo)修正，使太陽(yáng)的北極指向上方，右圖則對(duì)黑子進(jìn)行了“高亮”處理，使黑子更加明顯。

圖片來(lái)自：mars.

拍攝時(shí)，火星與地球在太陽(yáng)的兩側(cè)。從地球上看，這顆太陽(yáng)黑子正好轉(zhuǎn)到太陽(yáng)背面。而這顆大黑子活動(dòng)劇烈，并引發(fā)了強(qiáng)烈的日冕物質(zhì)拋射。幸好，拋射的方向并沒有正對(duì)地球和火星，地球和火星上的衛(wèi)星都沒有受到影響。

當(dāng)然，要想得知太陽(yáng)背面有沒有會(huì)威脅到地球的大黑子，靠好奇號(hào)來(lái)觀測(cè)顯然是不夠的。很多探測(cè)器都都會(huì)用它們的“眼睛”看著太陽(yáng)。比如說(shuō)，我們有日地關(guān)系天文臺(tái)（STEREO），這是2006年發(fā)射的兩顆太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星，運(yùn)行在太陽(yáng)軌道上，一顆比地球公轉(zhuǎn)略快（Ahead，簡(jiǎn)稱A），一顆比地球公轉(zhuǎn)略慢（Behind，簡(jiǎn)稱B），這樣兩顆衛(wèi)星逐步與地球拉開距離，我們就可以多個(gè)角度觀測(cè)太陽(yáng)了。2014年10月1日之后，STEREO-B曾一度與地球失聯(lián)，而在2016年8月16日，我們?cè)俅问盏搅怂男盘?hào)。

STEREO兩個(gè)衛(wèi)星與地球、太陽(yáng)的位置關(guān)系（?2016年9月7日），圖片來(lái)自：stereo-ssc.nascom.

下面這個(gè)動(dòng)圖是2016年9月7日的太陽(yáng)極紫外圖像，由地球方向和STEREO-A的觀測(cè)數(shù)據(jù)組合而成，STEREO-B目前還沒有新的觀測(cè)數(shù)據(jù)傳回來(lái)。極紫外是指波長(zhǎng)在10~121nm的紫外線，這個(gè)波段包括了氫和鐵的多條發(fā)射線。研究不同元素、不同能級(jí)的譜線，我們就可以了解到太陽(yáng)表面不同深度的信息。

圖片來(lái)自：stereo.gsfc.

錄制者：NASA

飛過(guò)去了！

原理：又雙叕有小行星從地球旁邊過(guò)去啦！圖中標(biāo)出的這個(gè)移動(dòng)的小點(diǎn)，就是2016年9月8日剛從地球身邊飛過(guò)的一顆小行星，名叫2016 RB1。它在9月5日由亞利桑那大學(xué)的一臺(tái)1.5米望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)，直徑估計(jì)有7~16米，（車?yán)镅刨e斯克隕石在進(jìn)入大氣層前直徑有18米），飛掠地球時(shí)距離地面只有4萬(wàn)公里，相當(dāng)于地月距離的十分之一，這很可能是未來(lái)50年內(nèi)距離地球最近的小行星了。小行星從南極上空平安飛過(guò)，既沒有砸到花花草草，也沒有影響到在天上飛的通訊和氣象衛(wèi)星。

這些年，我們常?？吹叫⌒行秋w掠地球的報(bào)道，但這并不是因?yàn)榈厍蜃兊梦ｋU(xiǎn)了，而是人類的觀測(cè)技術(shù)在提升?，F(xiàn)在，人類建立起了全球多波段的小行星監(jiān)測(cè)網(wǎng)，對(duì)人類有威脅的小行星可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并預(yù)警。

目前，并沒有確切記載的隕石砸死人事件（明史上記載了1490年慶陽(yáng)隕石雨砸死數(shù)萬(wàn)人，但是傷亡數(shù)字還有待考證）。隕石傷人事件倒是有幾起，車?yán)镅刨e斯克隕石一次就把受傷人數(shù)提升了幾個(gè)量級(jí)。一個(gè)人一生中被隕石擊中的概率約為70萬(wàn)分之一，與其擔(dān)心被天外來(lái)石砸到，還不如過(guò)馬路時(shí)多留意來(lái)往車輛。

錄制者：NASA

羅塞塔的旅程

原理：經(jīng)過(guò)了10年的飛行，歐空局的羅塞塔號(hào)探測(cè)器于2014年7月31日到達(dá)彗星67P，成為人類第一個(gè)環(huán)繞彗星飛行的探測(cè)器。在過(guò)去兩年中，人們的注意力更多被它帶的小弟——韭菜“菲萊”登陸器——吸引了，不過(guò)羅塞塔號(hào)也一直任勞任怨地完成著探測(cè)工作。動(dòng)圖中顯示的就是羅塞塔號(hào)的飛行軌跡（注：在這里只顯示了2014年8月至12月的部分，完整版視頻可以點(diǎn)這里查看）。

萌萌的卡通形象讓人們愛上了羅塞塔和菲萊兄弟倆。圖片來(lái)自：ESA

羅塞塔飛行時(shí)間表：

• 2014年7月31日飛船開始繪制彗星表面地圖，為菲萊著陸器選擇合適的地點(diǎn)。
• 2014年11月12日釋放菲萊后，羅塞塔號(hào)進(jìn)行了一系列機(jī)動(dòng)，并進(jìn)入長(zhǎng)期科學(xué)觀測(cè)軌道。
• 2015年2月和3月，飛船數(shù)次飛掠彗星。其中最近的一次引發(fā)了“安全模式”，飛船臨時(shí)遠(yuǎn)離彗星進(jìn)行調(diào)整。
• 2015年6月，再次收到了菲萊的信號(hào)，在之后的幾周里羅塞塔探測(cè)器做了一系列機(jī)動(dòng)試圖與菲萊建立聯(lián)系但是沒有成功。
• 2015年8月前后，彗星經(jīng)過(guò)近日點(diǎn)，活動(dòng)加強(qiáng)，羅塞塔號(hào)與彗星保持100KM的距離飛行。飛過(guò)近日點(diǎn)后，羅塞塔號(hào)飛到1500KM的距離上對(duì)彗星向陽(yáng)一面進(jìn)行觀測(cè)，彗星活動(dòng)減弱以后，探測(cè)器再次進(jìn)入密近軌道。
• 2016年3月和4月，羅塞塔號(hào)對(duì)彗星背陰面做了同樣的觀測(cè)并進(jìn)行了飛掠。
• 視頻結(jié)束于2016年8月9日，之后，羅塞塔號(hào)將逐步降低軌道高度，最終于9月30日落在彗星67P上。

（更多閱讀：永別了，“菲萊”！ 以及賣萌無(wú)極限的羅塞塔黏土動(dòng)畫）

錄制者：ESA

小小玉兔

原理：嫦娥3號(hào)和玉兔月球車不僅僅是國(guó)人關(guān)注的焦點(diǎn)，NASA也對(duì)嫦娥3號(hào)和玉兔進(jìn)行了全程的“跟拍”。上面這張圖中標(biāo)出的小小亮點(diǎn)就是月球勘測(cè)軌道飛行器（LRO）記錄下的嫦娥（白色箭頭）和玉兔（黃色箭頭）。這張圖來(lái)自LRO的窄角相機(jī)，雖然玉兔只有1.5米寬，小于該相機(jī)的分辨率，但是因?yàn)橛裢玫奶?yáng)能板很亮，還是會(huì)在照片中形成兩個(gè)像素的亮點(diǎn)，同時(shí)太陽(yáng)斜射時(shí)產(chǎn)生的巨大的影子也將玉兔的位置和行走的軌跡標(biāo)識(shí)出來(lái)。

看不清楚？下面這張是一個(gè)放大圖。玉兔（黃色箭頭）先向南行進(jìn)了約30米，然后轉(zhuǎn)向西北，最終停在了距離嫦娥3號(hào)（藍(lán)色箭頭）17米遠(yuǎn)的地方，在月球表面順時(shí)針走出了一個(gè)弧形的軌跡（白色箭頭），共走了114米。

好吧，也并不算清晰……圖片來(lái)自：NASA

嫦娥3號(hào)于2013年12月14日在月面軟著陸，次日，玉兔踏上月面。雖然在2014年1月玉兔的行走機(jī)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題，之后一直沒有移動(dòng)，但上面的科學(xué)儀器一直運(yùn)行到2016年7月31日，為人們發(fā)回了珍貴的月球表面觀測(cè)資料。到目前為止，在天體物理數(shù)據(jù)庫(kù)ADS（The SAO/NASA Astrophysics Data System）中已經(jīng)有了59篇關(guān)于玉兔的文章。隨著數(shù)據(jù)的逐步釋放，相信還會(huì)有更多科研成果出現(xiàn)。（當(dāng)然，活躍在微博上的玉兔也格外動(dòng)人，點(diǎn)這里可以了解這個(gè)萌賬號(hào)背后的故事）

錄制者：NASA

（編輯：窗敲雨）

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