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太空科学
志愿者卧床 60 天模拟太空环境
宇航员 在太空中面临着众多挑战，包括 微重力 对其身体的影响。骨密度 下降、肌肉萎缩，体液转移，导致视力问题。
为了对抗这些影响，12 名 志愿者 正在参与人工重力与骑自行车运动卧床研究 (BRACE)。该研究由宇航医学与生理研究所 (MEDES) 实施，并得到 欧洲空间局 (ESA) 和法国空间局 (CNES) 的支持，旨在调查 人造重力 对 宇航员 的影响。
研究设计
参与者为 20-45 岁的健康男性，分为三组：
- 对照组：卧床休息 60 天
- 骑自行车卧床休息：在卧床休息期间，在自行车机上定期锻炼
- 骑自行车和 离心机 卧床休息：卧床休息、骑自行车并定期在 离心机 中旋转，以模拟 人造重力
所有参与者必须始终保持至少一只肩膀接触床。他们将在四年内收到 19,300 美元的报酬。
生理测量
研究人员将在 60 天卧床休息期前后进行一系列生理测试，包括：
- 神经系统健康状况
- 心血管健康状况
- 代谢健康状况
- 肌肉健康状况
- 骨骼健康状况
- 尿液、血液、眼科和心理评估
这些测量将帮助科学家了解 人造重力 对人体的影響。
太空和地球的应用
人造重力 可以改善 宇航员 在长期太空任务中的健康状况。它还可以应用于地球上的人群，例如：
- 老年人
- 卧床不起的病人
- 患有肌肉骨骼疾病的人
- 患有骨质疏松症的人
BRACE 等 卧床 研究为了解固定对人体的影響提供了宝贵的见解。这项研究可以应用于从手术或重病中康复的患者的康复计划。
卧床骑自行车可改善宇航员的骨骼健康状况
BRACE 研究是欧洲第一个将骑自行车纳入 卧床休息 方案的研究。研究人员认为，骑自行车 有助于维持 宇航员 的 骨密度。
先前的研究表明，卧床休息 可能会导致 骨密度 每月下降 1-1.5%。这对可能在太空中度过数月甚至数年的 宇航员 来说是一个重大的问题。
骑自行车 是一种负重运动，可以帮助维持 骨密度。通过将 骑自行车 纳入 BRACE 研究，研究人员希望更多地了解 人造重力 对 骨骼健康 的影响。
人造重力骑自行车可改善宇航员的心血管健康状况
人造重力 骑自行车还可以改善 宇航员 的心血管健康状况。在太空中，重力缺失会导致体液转移，给心脏和血管带来压力。这可能导致血容量减少和血压下降。
人造重力 骑自行车可以通过增加血流和维持血压来帮助抵消这些影响。这可能会降低 宇航员 在长期太空任务中出现心血管问题的风险。
结论
BRACE 研究为了解 人造重力 对人体的影響提供了宝贵的见解。这项研究可能会带来新的方法来改善太空中 宇航员 的健康状况和地球上行动不便人群的健康状况。
从沃勒普斯飞行设施发射卫星：夜空中壮观的盛事
发射详情
周二晚上，在晚上 7:30 到 9:15 之间，一枚火箭将从弗吉尼亚州东部的美国国家航空航天局 (NASA) 沃勒普斯飞行设施发射升空，将 29 颗卫星送入轨道。此次飞行的发射角度与以往不同，将让更多观众目睹这一奇观。从北部的多伦多和蒙特利尔到南部的底特律和萨凡纳的居民都应该可以清晰地看到此次发射。
观看发射
若要一睹这场天象奇观，请在周二晚上黄昏后朝向东方望去。发射应该可以在很广阔的区域内看到，包括东海岸沿线的各大城市。找到一个视野开阔的地方，并且做好准备抬头仰望大约 12 分钟，这是火箭到达地球上方 310 英里的轨道所需的时间。
关于发射
负责此次发射的轨道科学公司以其创新的太空探索技术而闻名。此次特定发射将标志着该公司历史上的一个重要里程碑，因为它代表了在单个火箭上发射的卫星数量最多的一次。
卫星在部署后，将执行多种功能，包括地球观测、通信和科学研究。它们将有助于我们了解地球，改善通信网络，并推进我们对太空的认识。
历史意义
沃勒普斯飞行设施几十年来一直扮演着太空探索的关键角色。近年来，该设施扩展了其能力，从发射小型实验飞行器转变为发射搭载卫星和月球探测器的大型火箭。这种转变使太空探索更贴近公众，让东海岸的人们能够亲眼目睹太空飞行的奇迹。
观看提示
- 寻找一个视野清晰，不受东方地平线阻挡的地方。
- 尽早到达以确保良好的观景點。
- 携带双筒望远镜或天文望远镜以近距离观察。
- 耐心等待，留出足够的时间进行发射。
- 查看天气预报，并在恶劣天气情况下做好备用计划。
教育价值
目睹卫星发射不仅是一种令人敬畏的体验，更是一种教育体验。此次活动提供了一个了解太空探索、火箭科学以及卫星在我们日常生活中重要性的机会。它可以激发人们对 STEM 科目的兴趣，并激励年轻的头脑从事科学和工程方面的职业。
结论
沃勒普斯飞行设施即将进行的卫星发射是一场不容错过的壮观盛事。通过遵循这些提示，您可以确保拥有最佳观看体验，并对太空探索的奇迹有更深入的了解。
巴兹·奥尔德林：对月球着陆的回顾
登月舱
作为第二个踏上月球的人，巴兹·奥尔德林对阿波罗 11 号任务有着独特的视角。在他最近的回忆录《壮丽的荒凉》中，他回顾了登月舱的设计挑战、任务中最令人难忘的时刻以及从阿波罗计划中学到的教训。
据奥尔德林称，登月舱是一个按照预期执行任务的工程奇迹。然而，他认为本可以做出一些改进，例如更好地放置天线。尽管外观非常规，但上升段在太空的恶劣真空环境中被证明具有很高的功能性。
难忘的时刻
奥尔德林最难忘的经历之一是在 11 分钟内使用动力下降到月球表面。这项机动需要精确的导航、推力控制和自动驾驶功能，同时还要保持中止并返回轨道的能力。
任务的另一个亮点是部署登月舱的可部署货物。奥尔德林惊讶于能够存储在下降段的设备数量，展示了设计航天器的工程师的创造力。
吸取的教训
在回顾阿波罗计划时，奥尔德林强调了保持连续的太空探索道路的重要性。他认为，水星计划和阿波罗计划之间的差距已被过渡性的双子座计划成功弥合，为登月铺平了道路。
然而，奥尔德林认为，美国没有对阿波罗计划进行充分的后续行动。他提出，天空实验室空间站本可以作为进一步探索的平台，而不是被降级为博物馆展品。
太空探索的未来
奥尔德林认为，美国应该考虑重返月球，但前提是它是一个商业上可行的项目，有助于抵消月球居住的高昂成本。与此同时，他主张继续投资于航天器和通信技术，开展对长期辐射暴露和肌肉退化对宇航员影响的研究。
从航天飞机过渡到空间站
奥尔德林强调，需要从航天飞机平稳过渡到空间站，以避免太空探索能力出现差距。他建议专注于新技术和与商业实体合作，以确保载人航天任务的平稳持续。
结论
巴兹·奥尔德林的回忆录为阿波罗计划的挑战、胜利和教训提供了宝贵的见解。他的反思提醒我们持续投资于太空探索的重要性，以及商业合作伙伴塑造地球之外人类活动未来的潜力。
太空垃圾：对太空探索的威胁
什么是太空垃圾？
太空垃圾是指不再具有功能且仍残留在地球轨道上的任何人造物体。它包括从旧卫星到火箭助推器和丢失部件等所有物品。目前，据估计有大约 500,000 件太空垃圾漂浮在太空中。
太空垃圾的问题
太空垃圾的存在对太空探索构成重大威胁。高速太空垃圾之间的碰撞会产生更多太空垃圾，从而导致称为凯斯勒综合征的连锁反应。这最终可能让人类无法进入太空。
JAXA 的太空网
日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 已经开发出一种解决太空垃圾问题的新方法。他们的计划涉及一根巨大的导线电缆，用于产生电流。该电流会产生一个电磁场，该电磁场会吸引垃圾并将网推离地球磁场。
一旦网收集到足够的垃圾，就会命令它减速并脱离轨道。当航天器和网进入地球大气层时，它们会连同收集到的垃圾一起燃烧殆尽。
JAXA 太空网的优点
与其他提议的垃圾清除方法相比，JAXA 的太空网具有以下几个优点。与海洋中使用的网不同，它是由悬挂在无人航天器上的铝和钢丝网制成的。网上的传感器可以检测到小块垃圾，并自动调整网的位置以吸引它们。
网的轨道由流经导线的电流进行调整，该电流会产生一个吸引垃圾的电磁场。该磁场还会将网从地球磁场中排斥出去，防止其被拉下来。
解决凯斯勒综合征的威胁
JAXA 的太空网技术是应对凯斯勒综合征威胁的一种很有前景的解决方案。通过清除轨道上的垃圾，它可以降低碰撞的风险并防止可能使太空无法进入的连锁反应。
协作与创新
JAXA 已与 Fast Company 合作，进一步开发和测试太空网。这种合作表明了在应对太空探索挑战时进行国际合作的重要性。
结论
太空垃圾对太空探索的未来构成严重威胁。JAXA 的创新太空网技术为这个问题提供了一种潜在的解决方案。通过清除轨道上的垃圾，太空网可以帮助防止凯斯勒综合征并确保子孙后代能够持续进入太空。
太空电梯：因材料挑战而受阻的未来主义概念
太空电梯的梦想
太空电梯是一个引人入胜的概念，激发了科学家和科幻爱好者的想象力。这些高耸的建筑将彻底改变太空旅行，为到达轨道提供一种经济高效且环保的方式。
太空电梯背后的基本思想很简单：一根锚定在地球平台上的缆索将延伸到太空数万英里，末端有一个与地球轨道同步移动的终端。这将使飞行器能够使用电磁推进在缆索上上下移动，从而消除了昂贵且污染的火箭发射的需要。
有前途的材料：碳纳米管
建造太空电梯的关键挑战之一是找到一种既坚固又足够轻的材料，以承受所涉及的极端力。碳纳米管（相互连接的碳分子的小圆柱体）已成为该应用的有希望的候选者。
碳纳米管具有出色的拉伸强度，比钢更坚固，比铝更轻。这使得它们非常适合建造支撑太空电梯的缆索。然而，最近的研究对碳纳米管用于此目的的可行性提出了质疑。
缺陷问题
虽然完美制造的碳纳米管可以为太空电梯提供必要的强度，但即使一个原子位置不正确也会显著降低其拉伸强度。这是因为碳纳米管具有六边形晶格结构，并且该结构中的任何破坏都可能产生可以贯穿整个纳米管的弱点。
制造挑战
将碳纳米管用于太空电梯的另一个挑战是难以以所需的质量批量生产它们。大多数当前的制造方法会产生有缺陷的碳纳米管，并且难以持续生产大量高质量的纳米管。
对太空电梯发展的な影响
关于碳纳米管的最新研究凸显了科学家在开发可行的太空电梯时面临的挑战。虽然碳纳米管仍然是一种有前途的材料，但它们对缺陷的敏感性和批量生产高质量纳米管的困难构成了重大障碍。
这并不意味着太空电梯是不可能的，但这确实表明在这一未来主义概念成为现实之前，科学家还有很多工作要做。
克服挑战
研究人员正在探索各种方法来克服碳纳米管的挑战。一种有希望的方法是开发可以更稳定地生产高质量纳米管的新制造技术。另一种方法是探索可能更适合太空电梯建造的替代材料。
虽然太空电梯的开发可能需要比最初预期的更长的时间，但其潜在的好处不容忽视。如果科学家能够克服材料挑战，太空电梯可以彻底改变太空探索，并为人类在太空中的存在开辟新的可能性。
发动机故障撼动国际空间站 改变其轨道
联盟号飞船意外引擎点火
周二，停靠的联盟号飞船上意外的引擎点火将国际空间站（ISS）送入了不同的轨道。俄罗斯航天局 Roscosmos 报道称，专家们仍在调查引擎启动的原因，但强调空间站机组人员并无危险。
背景：联盟号飞船和国际空间站
联盟号飞船是俄罗斯宇宙飞船，它们在国际空间站的操作中发挥着至关重要的作用。它们将宇航员运送至空间站，并在紧急情况下充当“救生艇”。通常，至少总有一个联盟号飞船与空间站对接。
五月份联盟号故障
五月份，联盟号飞船在发射后不久由于发生重大故障，未能搭载货物抵达国际空间站。故障导致飞船失去控制并重新进入地球大气层。该事件导致 NASA 和其他航天机构的日程延误，宇航员被迫在太空中停留比预期更长的时间。
发动机故障的影响
值得庆幸的是，发动机故障引起的国际空间站晃动不会影响本周宇航员返回地球的计划。NASA 已经证实，指令长 Terry Virts 和飞行工程师 Anton Shkaplerov 以及 Samantha Cristoforetti 将于周四乘坐联盟号飞船离开空间站。另一项联盟号任务计划于 7 月进行。
正在进行的调查
Roscosmos 正在继续调查发动机故障的原因。该机构拒绝透露目前与空间站对接的两艘联盟号飞船中哪一艘发生了故障。
国际空间站上的安全措施
尽管发生了意外的引擎点火，但国际空间站仍然是宇航员的安全环境。空间站配备多个冗余系统和安全协议，以确保其机组人员的健康。
其他信息
指令长 Terry Virts
指令长 Terry Virts 是美国宇航员，现任国际空间站指令长。他在太空方面拥有丰富的经验，之前曾参加过三次航天飞机任务和一次国际空间站长期驻留。
飞行工程师 Anton Shkaplerov 和 Samantha Cristoforetti
飞行工程师 Anton Shkaplerov 是俄罗斯宇航员，曾两次前往国际空间站。飞行工程师 Samantha Cristoforetti 是意大利宇航员，目前正在执行她的首次国际空间站任务。
联盟号任务计划
下一项国际空间站联盟号任务计划于 7 月进行。这项任务将把一组新的宇航员送往空间站，并将三名当前机组人员送回地球。
联盟号飞船是国际空间站的重要组成部分，提供运输和紧急逃生能力。虽然最近的发动机故障是一起令人担忧的事件，但国际空间站仍然是宇航员的安全保障环境。Roscosmos 正在继续调查故障原因，以防止未来发生类似事件。
挑战者号航天飞机残骸发现：一项历史性发现
失落的历史片段重现天日
在一连串非凡的事件中，一个纪录片摄制组在佛罗里达海岸附近寻找一架沉没的二战飞机时，偶然发现了一块重要的挑战者号航天飞机残骸。这块残骸长约 15 英尺，宽约 15 英尺，据信是自 1986 年那场悲惨的爆炸事件以来发现的最大一块航天飞机残骸。
确认与鉴定
经史密森尼国家航空航天博物馆的专家仔细检查，证实这块残骸实际上是挑战者号轨道器的组成部分。那些让人想起再入保护所用瓷砖的独特方形瓷砖清晰地表明了它的来源。美国宇航局随后证实了这一发现，并强调了它的历史意义。
挑战者号惨剧
挑战者号航天飞机的最后一次任务 STS-51-L 于 1986 年 1 月 28 日发射升空，其雄心勃勃的目标是将第一位美国平民克里斯塔·麦考利夫送入太空。然而，在升空仅 73 秒后，航天飞机便发生了爆炸，机上七名机组人员全部遇难。
发现的意义
打捞到这块颇具规模的挑战者号残骸，为人们提供了一个与这场悲剧及其后果建立切实联系的途径。它让我们沉痛地缅怀为了太空探索事业而献出生命的七位英勇宇航员。
搜索与打捞行动
爆炸发生后，美国海军和海岸警卫队立即展开了大规模的搜索和打捞行动。在长达七个月的时间里，他们打捞到了大量航天飞机残骸，约占轨道器及其各种部件的 47%。
持续调查
尽管进行了大规模的打捞行动，但多年来仍有更多的挑战者号残骸被冲上海岸。最近的发现是 25 年来的首次重大发现。
美国宇航局的回应
美国宇航局已获悉这一发现，并正在考虑采取后续步骤来纪念挑战者号宇航员。该机构认识到这一发现提供了一个缅怀他们的遗产并反思这场悲剧变革性影响的机会。
挑战者号惨剧的遗产
挑战者号惨剧深深地铭刻在国家集体记忆中。它促成了彻底的调查和美国宇航局安全规程的重大变革。发现这块航天飞机残骸提醒人们太空探索中固有的风险和牺牲。
教育意义
发现这部分挑战者号航天飞机残骸，为学生和公众提供了一个宝贵的教育工具。它与 1986 年发生的事件建立了切实的联系，并强调了科学、技术、工程和数学 (STEM) 教育的重要性。
保护历史
打捞到的挑战者号航天飞机残骸很可能会得到妥善保存并供公众参观，以确保宇航员的遗产和从这场悲剧中吸取的教训能够继续激励子孙后代。
地球上的水来自哪里？
太阳星云：地球水源的新来源
几十年来，科学家们一直认为地球上的水来自充满冰的彗星和小行星。然而，新的研究表明，太阳诞生后形成的气体和尘埃云——太阳星云，也可能发挥了作用。
水的化学组成很简单：两部分氢和一部分氧。氢在宇宙中含量丰富，因此任何氢源都可能为地球上的水做出贡献。
太阳星云中的氢
太阳星云中的氢气在行星形成过程中被纳入其中。其中大部分氢仍被困在地球内核中，但其中一些逸出并为水分子构成了组成部分。这种氢的氘（一种重的氢同位素）与普通氢的比率低于来自小行星或彗星的水。
富含水分的小行星与太阳星云的相互作用
在地球历史的早期，富含水分的小行星相互碰撞，形成了具有岩浆外壳的类行星胚胎。富含氢的太阳星云气体遇到了这种岩浆，产生了大气层并将溶解的氢送入了胚胎内部。
同位素分馏和地球水分布
同位素分馏导致普通氢更深入地进入内核，而氘同位素则留在地幔中。随着地球与其他天体合并，它获得了足够的水和质量，达到了最终的体积。
太阳星云氢元素的重要性
小行星撞击产生了地球上大部分的水，但靠近内核的一小部分似乎起源于太阳星云。这一发现表明，即使远离富水小行星的行星也可能含有水。
对系外行星宜居性的影响
该团队的研究结果可能有助于科学家们更好地了解其他行星的宜居性。它们表明，行星可能具有一个“水的底层”，而不管它们与水源的距离如何。这支持了行星快速生长以及在其他世界中存在生命可能性的观点。
其他见解
- 在地球内部深部发现的水具有不同的重氢同位素与普通氢的比率，这表明其起源不同于小行星和彗星。
- 太阳星云气体有助于形成地球上每 100 个水分子中的一个。
- 地球上的水可能来自多个来源，包括小行星、彗星和太阳星云。
- 地球水中太阳星云氢元素的存在对理解其他行星的宜居性具有重要意义。
差点引发冷战的太阳风暴
历史背景
在冷战期间，1967年5月下旬爆发了一系列巨大的太阳风暴，向地球释放了冲击波。这些风暴构成了严重的威胁，因为它们在撞击后数分钟内就干扰了美军的无线电信号。
危险的局面
在冷战的高峰期，任何对军事通信的干扰都可能被解释为侵略行为，可能会引发灾难性的反应。然而，美国空军早在十年前建立的一个空间天气监测项目被证明是无价的。
太阳风暴的影响
1967年的太阳风暴是有记录以来最强烈的风暴之一，释放了20世纪最大的太阳无线电爆发。它们引起了壮观的极光，甚至在远至新墨西哥州和中欧南部都能看到。
空间天气预报的作用
空间天气监测项目使军方官员能够正确识别无线电干扰的来源是一场太阳风暴，从而防止了潜在的灾难性误判。这一事件标志着现代空间天气预报的诞生。
太阳风暴背后的科学
太阳风暴是由太阳耀斑引起的，太阳耀斑是电磁能量爆炸，会扰乱地球的磁场。这些扰动会导致地磁风暴，可能对我们的星球产生一系列影响。
极光
1967年的风暴产生了令人惊叹的极光，极光甚至在远至美国北部都能看到。这些天体现象是由太阳风中的带电粒子与地球大气相互作用引起的。
今天的潜在后果
如果今天发生类似的风暴，后果可能会严重得多。全球定位系统 (GPS) 设备将受到干扰，可能影响从智能手机导航到金融交易的所有内容。飞机可能会失去无线电联系，电网变压器可能会过热，导致大面积停电。
监测和预测
自1967年的风暴以来，科学家们已经开发了一个空间天气监测卫星和观测航天器网络。这些仪器持续监测太阳，让科学家能够更好地预测太阳风暴，并向军方和电网运营商发出警告。
老化的基础设施
尽管我们在空间天气监测方面取得了重大进展，但许多用于此目的的卫星和航天器已经老化，需要升级。持续的资金对于维护这些至关重要的仪器至关重要。
认识的重要性
公众常常认为空间天气预报的好处是理所当然的。1967年的事件提醒我们，太阳风暴会对我们的社会产生深远的影响。持续的研究和监测工作对于减轻这些天体现象带来的风险至关重要。