2019年注定是太空热的一年:
- 1月3日,嫦娥四号探测器成功在月球背面的南极艾特肯盆地冯·卡门撞击坑着陆,成为世界上第一个在月球背面巡视探测的人造航天器;
- 2月5日,中国第一部硬科幻大片《流浪地球》引爆影院,点燃了人们对于太空冒险的激情讨论;
- 2月19日元宵节,由九天微星研制的全球首颗主动发光、亮度相当于-0.5等星的“瓢虫一号”卫星,在月圆之夜的天空通过摩尔斯电码的闪烁,向地球发布了首个太空灯谜。

“瓢虫一号”在轨效果图
中国在太空探测、太空商业开发领域的成绩,举世瞩目,而围绕这些硬成绩以及科幻作品展开的讨论热潮,更像是中国太空发展的星星之火,应当不停的闪耀下去。
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网友吴小贝手机拍摄的“瓢虫一号”太空灯谜
求知的热情,是探秘宇宙的前提。我们这些好奇宇宙真实模样的“太空吃瓜群众”就像众多的天然卫星或人造卫星那样,绕着高大上的行星级太空项目,转啊转,求知的口水洒满了整个轨道!

PHOTOGRAPH COURTESY TERRA ASTER NASA AND NASA EART
- 来自卫星的令人惊叹的地球照片
说起卫星,其实是个非常有趣的话题。相较于恒星和行星,卫星的知名度虽然并不高(月球必须除外),但它们的“个性”却一点也不少!
卫星部落
太阳系中,体积最大的行星是木星。虽然它的质量只有太阳的千分之一,但已是其它七大行星质量总和的2.5倍了!
作为行星中的老大,木星自然有众多卫星小弟跟随,只是多达79颗的天然卫星数量,实在可以算是一个卫星部落了。想想那些乱糟糟围绕木星转圈圈的众多卫星们,如果真的带着地球流浪到木星附近,那么在点燃木星逃离之前,地球最可怕的敌人应当就是迎面砸上来的木星卫星了。

Photograph by Vladimir Pshyk
- 在地面拍摄的木星和它的4个“伽利略卫星”。这4个卫星因伽利略于1610年1月7日首度发现而被统称为“伽利略卫星”,此外它们也有着自己的名字。
在木星的4颗“伽利略卫星”中,木卫一(lo,艾奥)是最靠近木星的一颗卫星,论体积是太阳系第四大卫星。其上大气稀薄,超级火山活动频繁,引发的大地震和强烈的喷发使得木卫一就是一幅熔岩地狱的景象。不过这样的景象在太阳系中其实并不多见,因为除了地球,木卫一是太阳系中唯一一颗被证实存在频繁火山活动的星球。
相比木卫一,木卫二(Europa,欧罗巴)要“冷酷”的多。虽然体积上木卫二比月球稍小一些,是太阳系的第六大卫星,但其上的水资源总量甚至超过了地球。不过,木卫二上只有很稀薄的大气,所以表面的水是以厚达100公里的冰壳形式存在的。
近些年,科学家推测在木卫二的冰壳之下,可能存在地下海洋。而综合现在发现的一些证据,科学家们进一步认为,木卫二是太阳系中最有希望存在地外生命的地方!
隐藏的卫星
自从冥王星(Pluto)被国际天文联合会(IAU)从行星行列除名成为矮行星以来,海王星(Neptune)就成了太阳系最外围的行星。这颗质量相当于17个地球,在八大行星中排质量第三,直径第四的行星直到近几年还有一颗新的卫星被天文学家发现。

LEFT- ILLUSTRATION BY MARK R. SHOWALTER, SETI INST
- 海王星和其卫星的合成示意图。新发现的卫星 “Hippocamp” 位于海卫八(Proteus)和 海卫七(Larissa)之间。(图像不按比例缩放)
海王星有14颗已知的天然卫星,这对得起它的身材。根据科学家对海王星最大卫星——海卫一(Triton)的研究,其运行的逆行轨道说明它是被海王星俘获的天体。这也从另一个角度说明了地球所处位置的相对安全,因为有像海王星这样的大家伙守住门户,稍大一些的天体在进入太阳系时就会被捕获或拦截。
海卫一可以说是太阳系中被测量到的最冷酷的天体,它的温度仅为-235℃。但它并不神秘,因为它在发现海王星之后的第17天就被英国天文学家威廉·拉塞尔(William Lassell)发现了。

Photograph by NASA/JPL
- “旅行者2号”窄角照相机上绿色和橙色滤光片拍摄的最后一张海王星全景照片。
要论最神秘的海王星卫星,应该是今年2月刚在《自然》杂志中刊登的,由SETI研究员Mark Showalter于2013年新发现的海王星第十四颗卫星“海马”(Hippocamp)。就连1989年飞近海王星的“旅行者2号”都没有发现它——那一次“旅行者2号”一共发现了6个海王星卫星。
那么,“旅行者2号”近距离的观察都没有发现“海马”,Mark Showalter又是怎样发现它的呢?答案是人造卫星的一种——哈勃太空望远镜!

Photograph by IMAGE COURTESY EROS USGS NASA
- 由人造卫星拍摄的世界上最大的三角洲之一——育空河三角洲(Yukon River Delta)
2004年前后,在开发了一种寻找海王星周围微弱结构的新方法之后,Mark Showalter和他的同事于当年以及后续的2005年和2009年,一直将哈勃望远镜瞄准海王星,希望能更好地了解围绕这颗蓝色星球的怪异环形碎片。
由于距离太阳非常遥远,海王星附近天体的表面非常暗淡,所以该团队将长时间曝光的哈勃望远镜图像堆叠在一起,这就放大了望远镜的灵敏度。随后,Mark Showalter想,要不要使用这种技术来寻找卫星?
于是他一个接一个地发现了海王星已知的卫星……突然,在那个遥远的世界中,一个微弱的光点闯入进来,就像一个小月亮一样,但在之前并没有人见过它——这就是“海马”。

Photograph by IMAGE COURTESY EROS USGS NASA
- 最佳卫星图片第一名:“梵高来自太空”——环绕瑞典哥德兰岛的绿色浮游植物的卫星图像,呼应了梵高的名作“星夜”。
虽然我们如今看到了“海马”,但因为太过遥远,人们现在还不能更进一步的了解它的地质情况等更详细的信息。但随着人造卫星和航天器的进一步发展,在太阳系范围内人类还有许多的未解之谜需要揭开。
人造卫星大军
自从1957年10月4日前苏联发射了世界上第一颗人造卫星之后,人类相继发射了数以千计的人造卫星。这些人造卫星也实实在在的影响着今天我们的生活。
从高端的空间物理探测到研究天体辐射,从贴近生活的天气情况到外卖小哥走到哪里了,人造卫星虽然挂在遥远的天空,却早已走进了我们的生活。
2月19日元宵节夜晚,闪烁在天空的九天微星“瓢虫一号”更将这种应用推进了一个层次——这一次,我们可以利用“瓢虫一号”在太空自拍了!

元宵节夜晚,“瓢虫一号”闪烁轨迹示意图
国家地理在元宵节当天也联手九天微星 与 知乎,发起了利用“瓢虫一号”卫星“太空自拍”功能的活动。详情请见 美国国家地理 微信公众号2月19日的发布。


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