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第八辑 宇宙2（第3页）

知识点：火星探测、“火星探路者”、“火星全球勘探者”

为什么有的彗星会消失

彗星就像是太阳系的“流浪者”，它们有的每隔一定时期回来一次，有的则一去不复返。每隔一定时期回来一次的彗星，叫周期彗星，它们环绕太阳沿着扁长的椭圆轨道运行；而那些一去不复返的彗星，则是非周期彗星，它们的运行轨道是抛物线或者双曲线。科学家发现，有的周期彗星也会消失，这是什么原因呢?

彗星在太阳系空间穿行时，常常会从某颗大行星的附近飞过，而受它们摄动的影响，运行轨道会发生改变。施加这种摄动影响的最主要“角色”就是质量较大的木星和土星。如果彗星受到的摄动很大，彗星的速度有可能增加很多，原来椭圆形轨道就会变成非椭圆，成为抛物线或双曲线，周期彗星也就变成非周期彗星，它们就会一去不复回，成为“遗失”了的彗星。

周期彗星消失的另一个原因，就是因崩裂瓦解而成为流星群。作为彗星，它是消灭不见了，但作为流星群，它依然穿行于太阳系，有时还会化作壮观的流星雨，在地球附近作一番精彩的表演。比拉彗星就是一个著名的例子。

另外，彗星每次回归经过太阳附近时，由于部分物质化为气体，形成彗发、彗尾、彗云等，就会损失一部分质量，而使彗星变“瘦”、变“小”。科学家算了算，彗星每次回归大约都要损失0．5％-1％的物质。如果这种估算正确的话，一颗彗星在回归一二百次后，就将消耗殆尽，从此，这位“流浪者”也就在太阳系中消失了。

知识点：彗星、周期彗星、非周期彗星、比拉彗星

为什么金星表面温度特别高

金星离太阳比地球近30％左右，它表面温度应该比地球高些，这是完全可以预料和理解的。可是，当科学家们通过观测发现金星表面温度竟高达465℃-485℃的时候，也感到有点惊讶。

什么原因使得金星表面温度如此高呢?

金星有着浓密的大气层，它阻挡我们直接看到它的表面。只是在空间探测器接二连三地对金星大气层和表面进行现场考察之后，它才逐渐揭开了自己的面纱，为我们透露了—些秘密。

原来，金星大气中二氧化碳的含量达到难以想象的程度，在97％以上。大气低层的二氧化碳含量高，达99％，几乎全是二氧化碳了。而我们地球表面附近的大气层中只含有约0．03％的二氧化碳，与金星比起来，实在太微不足道了。此外，金星大气中还有少量的氮、氩、一氧化碳、水蒸气等。

就在离金星表面三四十千米高空的大气层里，存在着很厚的浓云密雾。更加令人惊奇的是，这层浓云竟是由雾滴状的浓硫酸组成的。在地球上，硫酸是重要的化工产品，想不到它在金星上竟然是大量存在的天然产品。

金星大气可以反射约76％的太阳光，使它在天空中显得特别明亮。其余24％的太阳光穿过金星大气，照射到金星地面，本来的情况应该是，照射到金星地面的24％太阳光中，有一部分会从地面返回太空，可是，金星大气层中浓密的二氧化碳却起了阻碍作用，就像给金星盖了一床大棉被。太阳辐射的热量在金星表面附近越积越多，温度也越来越高，达到了现在难以想象的程度，产生所谓的“温室效应”。

地球大气层中的二氧化碳含量尽管不多，但是，地球上每时每刻产生出来的二氧化碳可不少；如果长此以往面不采取有效的措施，后果将会是非常严重的。地球上的温室效应已经成为一个重要的环境问题，金星无异给人类上了严肃的一课，向人类提出了警告。

知识点：金星、金星大气、温室效应、二氧化碳

为什么太阳系中会有那么多小行星

太阳系里有什么?一位天文学家曾巧妙地回答说：“一小簇大行星，一大簇小行星。”这句话的确抓住了问题的核心。太阳系中已经发现的大行星只有9颗，而从1801年发现第一颗小行星，到20世纪90年代末，已登记在册和编了号的小行星已超过8000颗，还有更多的小行星有待进一步的证实。

大行星的这些“小兄弟”究竟有多少呢?据统计，总数当在50万颗左右。其中的绝大多数都在火星与木星轨道之间运行，与太阳的距离集中在2．06-3．65天文单位。太阳系的这部分区域被称为“小行星带”。

为什么在火星和木星轨道之间，聚集着那么多小行星呢?

这个问题摆在天文学家面前已经有一二百年了，但迄今还没有普遍承认的定论。

常提到的是一种“爆炸说”，它认为：小行星带内原先是有一颗与地球、火星不相上下的大行星，后来，由于某种现在还不清楚的原因，这颗大行星发生了爆炸，炸裂的碎片就成了现在的小行星。但是，究竟从哪里来那么大的能量，居然能使整个大行星炸得粉身碎骨?炸飞的碎块又怎么能恰好集中在的小行星带内呢?

有人提出了另外的观点，认为原来这部分空间存在着直径都在几百千米以下的小行星，它们在长期绕日运动程中，难免会相互靠近，发生碰撞甚至多次碰撞，于是就了现在这样大小不等、形状各异的众多小行星。碰撞说也有不能自圆其说的地方，如果有几十个那么大的天体在火星和木星的轨道间运动，就像是太平洋里有几条鱼在游动，哪来那么多碰撞机会呢?

近些年来，比较流行的是所谓的“半成品说”，大意是：在原始星云开始形成太阳系天体的初期，由于木星的摄动和其他一些未知因素，使得这部分空间内本来就不多的物质更进一步减少，这样，这些物质无法形成大行星，只能成为现在的“半成品”——小行星。

有关小行星的问题，虽然一时还没有解决，但天文学家已经认识到，研究小行星对于我们弄清太阳系的起源问题是多么重要!

知识点：小行星、小行星带、爆炸说、半成品说

为什么天文学家要研究河外星系

河外星系的发现，使人类清楚地了解了自己在宇宙中的地位，同时也使我们的视野迈向更加深远的宇宙空间，这是人类在探索宇宙历程中的重要一步。

现在我们知道，茫茫宇宙中分布着无数个像我们银河系一样的河外星系。它们是宇宙中最基本的单元，也是宇宙中物质最基本的表现形式之一。通过对河外星系形态、分布、运动以及起源与演化的研究，人们正在逐步加深对宇宙的认识。比如，从观测上可以知道，河外星系彼此都在相互远离，因此，科学家们推断出，我们的宇宙起源于一次全方位的大爆炸。再比如，我们发现河外星系在空间的分布并不均匀，而是成群结队，这说明在宇宙创生的时候，就有一些不均匀的“种子”，它们主导了宇宙的演化历程，以至于形成如今我们看到的形形色色的星系世界。所以说，河外星系的研究是人类认识宇宙的一个重要环节。

另一方面，将视线再转回到我们的银河系。银河系中有恒星、星云以及各种星际物质，非常复杂，而我们地球所在的太阳系又身处其中，这就为我们研究银河系本身造成了很大的困难。正所谓“不识庐山真面目，只缘身在此山中。”可我们知道，河外星系中有许多是和我们银河系相似的，通过研究它们，就可以帮助我们了解银河系本身。

知识点：河外星系、演化历程、星系世界、银河系

为什么发射火箭要沿着地球自转方向

大家都知道，跳远运动员在起跳前，先要助跑一段距离；而掷铁饼运动员，则是先转上几圈，再将铁饼投掷出去。这都是利用惯性，使人在起跳前、铁饼在出手时，就有了一定的初速度，可以比静立着跳得更远、投得更远。

发射火箭之所以要顺着地球自转的方向，道理正跟跳远和投掷铁饼一样，因为地球上的物体都随着地球的自转一起转动。根据惯性原理，如果顺着地球自转方向发射火箭，火箭在离开地球时就已经有了一个初速度，这个初速度的大小就是地球自转的速度。

地球由西向东自转，地球自转的线速度并不是全球各点都一样的，越近南北极，线速度越慢；越近赤道，线速度越快。在南北极的中心点上，线速度几乎等于0，可是在赤道上，线速度可达465米／秒。要使火箭绕着地球飞行不落到地球上来，那就需要使火箭达到7．9千米／秒的第一宇宙速度；要使它飞向月球，就需要达到11.2千米／秒的第二宇宙速度。要达到这样的速度，当然首先要依靠火箭本身的推力，可是如果火箭在赤道上发射，那么因为有465米／秒的初速度可借，火箭的推力略为小一点点，问题也不大。

当然，如果发射火箭的推力大到足够的程度时，就不一定要借用地球自转的速度了。不过无论从科学上、经济上来考虑，沿着地球自转方向发射火箭，借用地球自转的速度总是有利而无弊。

知识点：发射火箭、地球自转、借力

为什么火箭发射采用倒数计时

1927年，一批早期的宇航爱好者在德国成立了宇宙航行协会。不久，他们接受了为一部科幻电影《月里嫦娥》制造一枚真实火箭的任务。但由于缺乏经验，这枚真实的火箭始终未能制造出来，反而是制片商把一枚模型火箭先制造出来了。在拍摄影片的过程中，为了发射模型火箭，导演弗里茨·兰首创了倒数计时的发射程序。这种计时程序，既符合火箭发射规律和人们习惯，又能清楚地表示火箭发射的准备时间在逐渐减少。

10分钟准备，5分钟准备……1分钟准备，直到发射前10秒钟，而后是10、9、8……3、2、1，起飞!这种倒数计时，会使人产生准备时间即将完结，发射将要开始的紧迫感觉。

电影成为这种发射模式的先导。之后，德国在20世纪30年代制成第一枚试验火箭，以及40年代初研制“v-2”火箭时，都采用这种倒数计时的发射程序。40年代后，美国和前苏联研制的火箭和导弹，发射时也都采用了这种程序。它把火箭在起飞前的各种动作按时间程序化，既严格又科学，真是“万无一失”。

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