银河系中央竖起两个“大烟囱” 专门排放X射线！
银河系中央是一个非常“暴躁”的所在。除了质量400万倍于太阳的超级黑洞疯狂“进食”并不断向外放射能量，附近恒星形成过程以及随后发生爆炸也都在喷射能量。这些能量究竟哪去了？根据一支国际天文学家小组的研究，银河系中央存在两条能量逃逸通道，被称为“银心烟囱”
火星是一颗异常有趣的星球，但同时也是太阳系内最难造访的星球之一，尤其是携带大量“行李”的情况下。这颗红色星球向来是探索义务的坟地，许多飞船最终都命丧火星之手。不外，我们仍希望对火星举行载人探索，未来甚至要将火星打造成人类的殖民地。为了实现这个梦想，我们需要战胜一系列挑战，其中一个即是具备运送重型负荷的能力。
艺术概念图，“洞察”号着陆器进入火星大气层 向火星运送重型负荷，这话说起来容易，做起来却难如登天。火星义务面临诸多挑战，包罗缺少保护性磁气圈和地表重力低，但最大的一个挑战照样稀薄的大气层。若是不穿航天服站在火星外面，要么冻死，要么缺氧窒息而死。火星的大气压不到地球的1%。云云稀薄的大气层让重型负荷平安落地成为一项超乎寻常的挑战。迄今为止，只有53%的火星义务还算顺遂。
“好奇”号进入火星大气层
上岸是最大挑战 火星与地球间的最靠近点约莫每两年泛起一次，因此火星义务的发射窗口每两年打开一次。ExoMars义务2016年发射，“洞察”号2018年启程，“火星2020”探测车将在2020年奔赴这颗红色星球。在设计上，地火之旅要么追求最快速率，要么携带最少燃料。 进入火星大气层时，飞船的速率可到达每小时数万公里。飞船必须减速，尔后才气平稳着陆。在地球上，你可以行使浓密的大气层减速。类似的手艺也可用于金星或者土卫六“泰坦”，由于它们都拥有厚重的大气层。月球没有大气，着陆方式直截了当。若是没有大气层，飞船就无需隔热罩，只需借助反推力便可减速，直至平稳下降。
在天空起重机的辅助下，“好奇”号平稳着陆
”好奇“号已是极限 火星探测器的下降通常从减速壳最先，减速壳能够消除飞船的部门速率。“好奇”号是迄今为止造访火星的最重探测器，重量到达1吨。进入火星大气层时，“好奇”号的速率到达时速2.2万公里。它的减速壳也是火星探索史上最大，宽度到达4.5米。这个巨型减速壳以一定角度倾斜，允许“好奇”号在进入火星大气层后转向，奔赴指定的着陆区。 在距地面约莫131公里的高度，“好奇”号点燃助推器，调整航行门路。在火星大气层航行了约莫80秒后，隔热罩蒙受的温度飙升到2100摄氏度。为了防止熔化，隔热罩接纳了一种名为“酚碳热烧蚀板”的特殊质料。SpaceX的“龙”飞船也接纳这种质料。
SpaceX星际飞船艺术概念图 速率减至不到2.2马赫后，“好奇”号打开16米宽的下降伞。下降伞发生2.9万公斤阻力，进一步减缓“好奇”号的着落速率。它的伞绳由Technora和Kevlar纤维制成，是已知最坚硬而且最耐热的质料。随后，“好奇”号甩掉下降伞，行使制动火箭进一步减速。当与地面足够近时，“好奇”号启动天空起重机，最终平稳着陆。
很难按比例放大 更重的有用载荷是否可接纳相同的方式？你一定以为只要更大的下降伞和更大的天空起重机，便能将更重的载荷送上火星。理论上，SpaceX星际飞船能够将100吨殖民者和装备送上火星。不外，火星大气层中的减速方式很难按比例放大。“好奇”号重1吨，已经是下降伞所能蒙受的极限。工程师尚无法找到更坚硬的下降伞质料，为更重的负荷减速。
ASPIRE的有用载荷与助推器星散 几个月前，
宇宙高科技：在地球上制造外星大气
NASA喷气推进实验室的研究人员正在地球上制造外星大气。在一项新的研究中，JPL科学家用高温“烤箱”将氢气和一氧化碳的混合物加热到超过1100摄氏度（大约是熔岩的温度）。其目的是模拟一类特殊的系外行星的大气层，称为“热木星”（hot Jupiters）。
美国宇航局的工程师乐成测试了一款名为“ASPIRE”（先进超音速下降伞充气研究实验的英文首字母缩写）的下降伞。ASPIRE接纳尼龙、Technora和Kevlar等合成织物，将用于“火星2020”义务。测试中，他们行使探空火箭将ASPIRE送入37公里的高度，模拟飞船奔火时遭遇的环境。 ASPIRE在不到一秒钟内完全充气，蒙受了3.2万公斤的气力。这相当于时速100公里的汽车撞墙时冲击力的3.6倍。云云惊人的气力，纵然戴着平安带，你也休想活不下。若是飞船的重量进一步提高，就需要找到更强悍的合成织物。这样的织物现在照样一种不可能。此外，搭客的平安也无法保障。
低密度超音速减速器艺术概念图 宇航局正在研究其它方式，希望能够将最重3吨的有用负荷送上火星。其中一个即是低密度超音速减速器（LDSD）。当进入火星引力的势力范围，这种空气动力学减速器会充气以包裹飞船，就像充气城堡一样。 2015年，宇航局测试了这项手艺。他们行使气球将一个航行器原型送入36公里的高度，随后点燃固体燃料火箭，蹿升到55公里的高度。在借助火箭爬升历程中，超音速充气空气动力学减速器充气，直径到达6米。随后，飞船的速率减至2.4马赫。不幸的是，它的下降伞未能正常打开，最后坠落太平洋。不外，这仍是一大提高。若是科学家能够解决工程学和物理学方面的挑战，未来有望让3吨的飞船平稳下降火星。
艺术概念图，SpaceX星际飞船上岸火星
更大推力 更少货物 除了接纳更壮大的减速器，另一个选择即是提高推进力。理论上，只要携带足够燃料，便可借助火箭的反推力完成进入火星大气层后的减速事情。但问题是，更多燃料同时也意味着更少的货物。 凭据设计，SpaceX星际飞船将接纳推进着陆的方式，将100吨负荷送上火星。星际飞船会选择一条更快更直接的门路，进入火星大气层时的速率跨越每秒8.5公里。固然，Starship没必要这么快。它完全可以行使空气动力制动，通过多次穿过上层大气层，以减慢速率。实际上，火星轨道器就是接纳这种方式。 从减速到围绕火星轨道，再到穿过大气层并最终着陆，整个历程历时数周。凭据埃隆·马斯克透露的新闻，星际飞船将接纳不锈钢，以应对下降历程中发生的高温。外壳上的微孔会渗透甲烷，降低飞船迎风面的温度。
艺术概念图，SpaceX的星际飞船和超重型火箭助推器
最后一刻制动 用于减速的燃料每多一公斤，飞船所能携带的货物就要少一公斤。伊利诺伊大学香槟分校举行的一项新研究指出，在靠近火星地表历程中，火星大气层的密度逐渐提高，火星义务应行使这个有利条件。研究人员指出飞船没必要急于减速。进入火星大气层后，飞船仍可以发生大量气动升力，可用于飞船的转向。 通过盘算，他们找到了最理想的切入角度。他们指出飞船应在可能的最后时刻，行使气动升力刹车，尔后侧向航行，穿过大气层最浓密的部门。这会提高阻力，在启动制动引擎并完成着陆前，摆脱掉大部门速率。 若是人类希望在未来制作火星殖民地，就必须解决运送大型负荷的难题。科学家需要研发一系列手艺，让火星上岸方式更可靠更平安。
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