激光干涉仪引力波探测器

引力波的存在是爱因斯坦在广义相对论中提出的一个重要预言,引力波探测是当代物理学最重要的前沿领域之一。经过近半个世纪的艰苦努力,随着几个大型激光干涉仪引力波探测器在21世纪初的出现并于近几年达到前所未有的灵敏度,引力波探测进入了一个崭新的时代。人类有望在第二代地基激光干涉仪引力波探测器开始科学运行(约2015年)之后的几年内,不仅可以直接探测到引力波,更将打开一扇观测宇宙的新窗口。引力波探测也将成为继电磁辐射、宇宙线和中微子之后,人类探索宇宙奥秘的又一重要手段。介绍了激光干涉仪引力波探测器的性能和工作原理,详细分析了其关键部件,如:迈克尔孙干涉仪、法布里–珀罗腔、功率循环系统、激光器、清模器、倒摆、单体几何反弹簧过滤器、真空系统等的结构、性能和工艺特点,展望了其广阔的发展前景。     

这不是梦想

浩瀚的宇宙,魅力无穷,无数科学志士为了探索天体和宇宙的奥秘,不屈不挠地为之奋斗。在这宇宙航行的时代,人类已经实现了“飞天”、“登月”的梦想,空间望远镜和探测器不断给人们传来“发现新天体”的喜讯,揭示了许多新的探测结果和新问题,激励人们深深的思考和进一步的探索。     

时空的圆舞曲引力波

2015年9月14日,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)捕捉到了距离地球13亿光年外的一对双黑洞并合产生的引力波信号(GW150914)。经过长达数月的数据分析,LIGO团队确证了激光干涉仪在该引力波信号穿过时产生的大约是一亿亿分之一厘米尺度的振荡变化,并于2016年2月11日对外公布了这项惊人发现。这是人类首次直接探测到爱因斯坦广义相对论预言的引力波信号,并证实了双黑洞的存在。引力波探测器为探测宇宙提供了不同于电磁波(光)的全新方法,现在我们不仅能用望远镜“看”缤纷多彩的宇宙,还能用引力波探测器“听”波澜壮阔的宇宙。2017年的诺贝尔物理学奖也因此颁给了对引力波探测作出杰出贡献的三位物理学家:雷纳·韦斯(Rainer Weiss)、基普·索恩(Kip Stephen Thorne)和巴里·巴里什(Barry Clark Barish)。     

NASA“朱诺”2011年飞往木星

来自NASA的新消息 美国航空航天局（NASA）2008年11月向媒体宣布,已将木星定为下一个探索太空的远大目标,NASA将在2011年8月发射一个新的木星探测器“朱诺”（Juno）,展开对木星的深入探测。“朱诺”由“宇宙神”-5火箭发射,将在太阳系航行近5年的时间：该探测器将首先绕地球运行至2013年,利用地球引力将“朱诺”弹射到外太阳系：预计大约在2016年中期到达木星轨道。     

变“足不出户”为跨出地球(上)

20世纪最激动人心的成就是:人类实现了自己的飞天梦。人类跨出了地球。登上了月球,开辟了"空间天文学"新领域,也发射了大量探测器奔赴月球、火星、金星、木星、土星……甚至彗星、小行星去近距离造访。在仅仅400多年前,人们还以为太阳系就是宇宙了,而到21世纪初,人类仿佛觉得太阳系简直就是自己家园的外院。太空探测的故事太多了,我们尝试把它分成两讲来介绍,但也只能提纲挈领,梳理一下人类航天史上的大事,让读者对人类航天探测的历程有一个整体的认识而已。     

探秘火星(三)

Q1哪个探测器将深入到火星地下探测?几十年来,人类一直对火星进行探索,之前登陆火星的探测器,如勇气号、机遇号、好奇号等,都是探测火星表面上的火山、峡谷、岩石、土壤的演变历史。只探测地表特征,是无法了解火星早期的演化情况的,因为包含此种信息的样品都深埋于火星地表之下。     

飞往金星的空间探测器

金星是太阳系八颗行星中距地球最近的～颗,所以人类对太阳系行星的探测首先是从金星开始的。至今,人类已向金星发射了32个空间探测器,其中22个成功,10个失败。加上各种路过的探测器总数已超过40个。     

两个范艾伦带探测器进入最后阶段

两个围绕地球运行,探测范艾伦辐射带的探测器,已经工作了六年半。它们是美国宇航局于2012年发射的,已经证实了范艾伦辐射带理论,发现了新结构,现在进入探测的最后阶段。2019年2月12日,两个探测器中的一个,开始下降,达到轨道最低点,叫做近地点,距离地球190英里,而原来的近地点在375英里处。     

探索彗星奥秘的"罗塞塔"

2004年3月2日,欧洲空间局(ESA)发射了一颗彗星探测器--"罗塞塔"(见本期26页彩色版题图),这是人类第一个非常靠近并着陆探测彗星的探测器。"罗塞塔"由轨道器和着陆器组成,在2014年进入围绕67P／Churyumov-Gerasimenko(缩写为67P／C-G)彗星的     

深空探测中的轨道设计和轨道力学

深空探测相对于地球卫星而言,指探测器脱离地球引力范围,进入行星际空间甚至距离地球更远的空间对太阳系内或者太阳系以外的天体进行探测. 从20世纪末尤其是21世纪以来,随着航天领域科技的进步和提高,对月球和太阳系其他大行星的探测,越来越多地得到世界各国的关注.近几年,我国也加快了对月球的探测步伐.2007年10月24日,我国成功发射了第1个月球探测器 嫦娥一号月球探测器,实现了精确变轨、成功绕月的预定目标,获取到大量科学数据和全月影像图,并成功实施受控撞月任务.2010年10月1日,我国又成功发射嫦娥二号月球探测器,获取了分辨率更高的全月影像图和虹湾区域高清晰影像,并成功开展环绕拉格朗日L2点等多项拓展性试验,为深空探测后续任务的实施奠定了基础.     

在小学中普及天文知识

当今世界科技突飞猛进,人类日感地球资源匮乏。为了生存发展,人类将触角伸向地球以外浩瀚无垠的宇宙之中。为使学生早期认识宇宙,适应未来宇航世纪的发展,就必须从小激发学生探索宇宙奥秘的浓厚兴趣。近年来,作为上海市科技特色小学,我校在天文普及方面作了不少探索...     

美国计划近距离探测太阳大气层

美国航空航天局网站2010年9月2日透露,美国航空航天局正计划对太阳进行“前所未有”的近距离观测和研究,以进一步揭开太阳的秘密。美国计划在2018年前发射名为“太阳探测器＋”（Solar Probe Plus）的太阳探测器。这个进入太阳大气层的航天器将是第一次近距离探访恒星的地球航天器,并将首次对太阳进行全方位探测,所以具有革命性的意义。     

未来的金星探测计划

未来可能探索金星天空的太阳能无人驾驶飞机 科学家们认为,通过对金星的研究,可弄清金星进化过程,这对预测地球的未来发展具有重要的意义。所以,尽管日本“拂晓”金星探测器很可能功亏一篑,但是人类探测金星的脚步将不会停止。目前,世界航天大国正在制定新的金星探测计划。     

新书邮购——《人与太空》

读者朋友 ,你想知道人类是怎样认识宇宙的吗 ?你想了解一些天体之谜吗 ?由北京大学肖佐、秦瑜教授和北京天文馆李良先生主编、辽宁人民出版社出版的《人与太空》一书 ( 2 0 0 0年 1月出版 )为 1 6开本精装　 30 0页　 350千字　定价1 1 0元。书中约有 50 0幅精美彩色天体照片和插图 ,全书以通俗易懂的文字、丰富有趣的资料展现人类是怎样认识宇宙的 ,其中有历史上的重大天文发现过程 ,介绍了人类探索宇宙天体的思路、方法和事迹 ,提供了重要历史人物、仪器和天体照片 ,包括近年来空间探测和哈勃空间望远镜拍摄的行星及其卫星、彗星、星云星…     

科学家：外星人在哪里？

天文学的重要使命是探讨人类地球在宇宙中的位置、人和宇宙的关系,宇宙的构造和演化发展以及为宇航事业的拓展服务,其中也包括探索系外行星、系外类地行星和搜索外星人——具有智慧生命的地外文明。     

崇尚科学 破除迷信——驳李洪志所谓的“法轮宇宙”

法轮功组织者利用广大群众对宇宙的好奇和求知心理,东拼西凑,到处抄袭和编造出所谓的“法轮宇宙”来蒙骗广大群众和他的信徒们。李洪志等人编造的“法轮宇宙”有以下内容:1.地球是宇宙的中心。2.宇宙是有外壳、有边缘的。3.在一定范围内有3000个这样的宇宙。4.宇宙是有层次的(只有法轮功才能分出层次)。5.将会发生地球爆炸。6.用现代科学永远探测不到这个宇宙的奥秘等。     

引力波、引力波源和引力波探测实验

引力波是爱因斯坦和其他物理学家提出的关于广义相对论的四大预言之一。除了PSR1 91 3 + 1 6引力辐射阻尼的观测提供了引力波存在的间接证据外 ,科学家至今仍没有在实验室中确证引力波的存在。由于人类目前的技术水平还不可能在实验室中产生强度可供探测的引力波 ,而宇宙中存在大量大质量、高速运动的天体 ,有可能产生较强的引力波 ,天体引力波源自然成为现阶段科学家研究引力波的首选。本文介绍广义相对论框架下预言的引力波性质 ,引力波探测的理论依据 ,共振型棒式天线和激光干涉仪两大类探测器的基本原理 ,引力波探测实验的现状和面临的困难 ,科学家采取的对策 ,以及爆发型和连续型两类天体引力波源。最后介绍了正在计划中的几个引力波探测空间实验     

“隼鸟”飞探“丝川”小行星

最近一段时期,日本“隼鸟”号小行星探测器引起许多人的关注,因为它在2005年秋末经历了探测风险后,成功采集了“丝川”小行星样品,现在正在返回地球的旅途中。“隼鸟”号的探测活动谱写了太阳系空间探测时代的新篇章。一些科学家和宇宙开发界人士认为,“隼鸟”着陆小行星取样成功,显示出日本在与美国和其他参与行星探测的国家之间的竞争中占据了有利地位。     

地外生命何所似？

几个世纪以来。科学家们一直想弄清楚,在我们居住的地球之外是否还有其他的生命。人类发射的探测器在月球、火星和金星上登陆。希望能找到一些原始的生命形式。但至今仍然一无所获。天文学家用巨大的射电望远镜监听宇宙中智慧生命发出的信号。但是宇宙里一片寂静。     

2008年着陆火星探险的“不死鸟”——“凤凰”号火星探测器

在太阳系九大行星中,没有一颗如火星这样让地球人着迷。这颗远在上亿千米之外的红色行星一次次点燃起人类探索的激情。目前正在考察火星的探测器有美国的“火星环球勘测者”、“奥德赛”探测器以及欧洲的“火星快车”探测器,火星地面有“勇气”号、“机遇”号两辆火星车,还有目前的“火星勘测轨道飞行器(MRO)”,据喷气推进实验室的学者称,这是最新一代火星探测器,其探测的能力超过上述探测器的总和。更引人瞩目的是,2005年6月美国宇航局又批准了“凤凰”计划(Phoenix),它将于2007年发射升空,2008年在火星北极地区着陆。与此前的火星探测计划相比,“凤凰”计划更为经济实用。