本期专题简介

正千百年来,人们一直有这样一个疑问:我们是茫茫宇宙中仅有的智慧生物吗?要回答这个问题,当然首先要知道在宇宙中除了我们的地球之外,还有没有其他像地球一样适合生物存在(即宜居)的星球。近年来,随着各种探测太阳系外行星的望远镜的升空以及探测技术的进步,对外星行星的探索进入了一个蓬勃发展的阶段。本刊特组织了"太阳系外行星探测"专题,分别对寻找太阳系外宜居行星的方法、行星系统形成、研究现状以及未来探测计划进行了介绍。     

反中微子天文学和地球物理学

如果梦想在天上和地球上得到更多的东西,单单靠电磁探测是不充分的。对于那些视觉上是模糊的源,或者它们发射的能量主要不是以光子形式时,必须发展新的探测方法。这曾经推动了中微子天文学的发展,代表性的就是太阳内部发射中微子的探测。我们虽然已经认识到利用弱相互作用来探测天体物理各种源的有用性,但是反中微子探测的潜力尚没有广泛的探索过,本文的目的就是探索反中微子的探测。     

隧道地质预报技术和方法

隧道地质超前预报是防止隧道开挖突发性灾害、保证施工工期、及时调整支护参数、保证施工质量和控制隧道建设成本的有效手段。在施工阶段采用短时间对岩体进行物理探测,通过各种信息来判断岩体特征的物理探测方法。     

我国大气环境立体监测技术及应用

大气环境是一个十分复杂的动态系统,大气气溶胶及其气态前体物、大气成分及环境要素分布在从大气边界层、对流层到平流层的垂直空间里,具有显著的时间和空间变化特征以及典型的地理环境气候区域特征,影响着空气质量、气候变化.提高大气环境的监测技术水平,发展遥感观测手段,实现对大气环境的在线、快速、立体探测,对于了解大气中各种成分的动态变化过程、源汇机制以及其对环境、气候的影响等具有重要意义.近年来,日新月异的激光/波谱技术促进了大气立体监测技术的发展,以光学探测和光谱数据解析为核心的各种立体监测技术以高灵敏度、高分辨率、高选择性、多组分以及实时等优势在大气、环境、气象、空间、遥感以及军事领域得到了广泛的应用.通过光与大气中物质相互作用产生的吸收、散射、发射等过程,形成了多种探测技术,实现了对大气痕量气体、大气气溶胶、温室气体、大气风场、水汽、温度以及多种大气污染成分的快速、实时探测,并通过光波的遥感特性,在地基、车载、机载及星载多平台上对大气多种成分、大气参数进行多尺度的探测.     

月球上的"圈地运动"

20世纪最激动人心的事件之一就是人类登上月球。然而美国和前苏联的月球探测活动在耗费巨资的同时,几乎没有带来什么经济效益。1972年,美国阿波罗计划完成后,月球探测悄无声息了几十年之久。如今,各种迹象表明:月球探测再度升温,而且趋利性的“圈地”风潮正悄然兴起。根据美国最新的航天计划,美国人将于2005年在月球上建立月面前哨站,2010年建立设备齐全的永久性居住地,2020年兴建实验工厂、农场等。与早期的月球探测不同,现在的探测务实得多,一句话,就是要在月球上跑马圈地,抢先占据宝贵的月球资源。     

隧道地质预报技术和方法

隧道地质超前预报是防止隧道开挖突发性灾害、保证施工工期、及时调整支护参数、保证施工质量和控制隧道建设成本的有效手段.在施工阶段采用短时间对岩体进行物理探测,通过各种信息采判断岩体特征的物理探测方法.     

新的探索,新的创举

1998年6月3日北京时间清晨6时06分,人类向宇宙之谜又一次进行了新的探索——美国“发现者”号航天飞机携带着阿尔法磁谱仪从肯尼迪发射中心顺利升空.这次探测的主要任务有三:一是探测宇宙中的反物质,二是寻找宇宙空间中的暗物质,三是测量宇宙中各种同位素的丰度.在此,我们就什么是反物质、反什么是暗物     

空中幽灵— 隐身飞机

隐身飞机并非是指在肉眼视距内看不到的飞机,而是指利用各种技术减弱各种雷达反射波、红外辐射等特征信息,使敌方探测系统不易发现的飞机. 隐身飞机的发展历程 隐身飞机的发展大致经历了仿生隐身、高空高速隐身和低探测技术隐身三个阶段.在前两个阶段,隐身飞机主要以侦察机的形式出现,用于深入敌境侦察敌情.随着低探测技术和卫星侦察技术的发展,隐身飞机逐渐拓展到战斗机、轰炸机等领域.     

探月四大目标

我国绕月探测工程首席科学家欧阳院士介绍说:此次探月有四大目标。一是为月球“画像”,也就是要通过各种手段获取月球表面三维影像: 其次要探测月球上14种有用元素资源的含量     

能有效克服量子噪声的量子关联干涉仪研制成功

正[本刊讯]由华东师范大学物理系张卫平教授领衔的量子研究团队日前在国际上率先研制出光量子关联干涉仪。该干涉仪能有效克服量子噪声对被测量信号的限制,可探测各种极其微弱信号。相关研究成果已发于Nature Communications,2014,5:3049和Physical Review Letters,2013,111:030608。受探索自然与宇宙的好奇心驱使,物理学家一直致力解决如何探测     

地震,断裂的大地

在今天,当深空探测器已经可以遨游太阳系外层空间时,对于脚下的地球内部我们却依然鞭长莫及.人类正努力用各种方法探索地球内部的秘密.     

中国探月工程

“嫦娥一号”月球探测卫星预计在2007年发射,它将完成四大科学任务。首要目的便是为月球“画像”,也就是要通过各种手段获取月球表面影像和立体图像。此外,还包括分析月球表面有用元素含量和物质类型的分布特点、探测月壤厚度以及地月空间环境。我国的探月工程将分三步实施。首     

“这将是人类迈出的巨大一步”——“好奇”号火星探测任务介绍

8月6日,首次以核燃料钚为动力的价值25亿美元的“好奇”号火星探测器成功登陆火星,并很快向地面传回着陆点的图片。NASA的这次火星探测任务是从去年11月25日发射“好奇”号开始的,是有史以来最为雄心勃勃和昂贵的一次火星探测任务,它携带了最先进的各种探测仪器和设备,计划在火星着陆点附近检测是否曾经有适合生命存在的条件．或在岩石中搜索生命曾经存在过的迹象,每天24小时不间断地工作,并在火星上度过冬天。     

空间目标单光子探测光纤接收方式的研究

空间目标探测中常常遇到极微弱光回波的探测问题,望远镜接收到的光信号仅有很少的光子数,甚至单光子.我们把单光子探测器运用在空间目标探测中,一方面光纤接收方式具有若干潜在优势,另一方面由于目前所用的单光子探测器的光纤接收模式的限制,决定了在空间目标的单光子探测中应用光纤接收方式.对于回波的光纤接收方式的研究将有力促进空间目标单光子探测技术的发展.     

自然的力量

遥感技术具有超感官能力,可以探测人类本身无法感知的信息,能周期成像,有利于动态监测,不受地理环境和气候条件限制,可迅速、准确、直观地获取信息。因此,在对各种自然灾害、特别是重大自然灾害突发事件的监测中,遥感技术已成为帮助人们及时了解灾情信息的重要技术手段之一。南     

电磁场对细胞的作用

对经过电场、磁场及电磁场处理过的各种细胞组织的探测,发现了许多令人惊奇的现象,电磁场对细胞活性的影响已越来越引起人们的兴趣和重视,同时在生物科学中已得到了新的应用.本文仅就电场、磁场及电磁场对细胞的作用及可能的机理作些介绍和分析.     

带刀会“爱神”——小行星探索史上的伟大创举

2000年2月14日（西方的情人节），美国4年前发射的探测器“里尔”（意为“会晤近地小行星”）在距离地球2.6亿千米的地方与近地小竹星“爱神”相遇。开始环绕“爱神”飞行并进行各种探测。目前，“里尔”已成功发回一系列图片和探测数据，这是人类探测器第一次围绕小行星飞行，不仅是日期的巧合，更是人类探索太阳系奥秘历史上的又一次重大突破。为什么这样说呢？要回答这个问题，必须弄清什么是小行星，为什么要探测小行星，以及怎样探测小行星。太阳系历史的教科书地球上的岩石记录着地球的历史，它告诉人们有关恐龙、古代海洋和大陆漂移…     

探索木卫二生命之谜

未来的各种探测结果将有可能证明,地球生物毕竟不是太阳系内独一无二的生命。即使如此,木卫二上的生命也只能是海洋生物,它们无论怎样进化,都达不到地球人类这样的智慧高度。     

航天飞机在未来军事上的应用

航天飞机自问世以来,已成功地发射了数十次,在空间探测、空间研究以及空间实验方面取得了重要的成果。由于航天飞机兼有运载火箭、宇宙飞船和一般飞机功能,所以它在起飞时能像运载火箭那样垂直起飞,把卫星等有效载荷送入轨道,又能像飞船一样携带多名宇航员从事各种空间活动,并能像飞机一样在大气层中滑翔,当然也能在跑道     

星载Ku,Ka和W三频雷达探测云雨三维结构模拟仿真

对星载Ku, Ka和W波段微波雷达联合观测中纬度陆地气旋、热带台风和热带洋面气旋个例中云和降水的三维结构进行了模拟仿真.首先利用Weather Research and Forecasting(WRF)云模式模拟了个例中各种水凝物的时空分布,并利用Aqua卫星MODIS观测结果直接检验了中纬度陆地气旋个例模拟结果;然后将模拟结果作为输入,利用星载雷达模拟器计算了相应的雷达回波反射率因子,并利用CloudsSat卫星的W波段云雷达CPR实测信号对之进行了验证;随后利用该模拟数据研究了不同粒子雷达回波反射率的特点.最后假设Ku,Ka和W波段雷达的灵敏度分别为15, 5和-35 dBZ,定量研究了这3个波段在探测云顶高度、云底高度上的优缺点和误差大小.模拟结果证实随着频率的增高,水凝物粒子的雷达回波反射率因子减小.非降水云水和云冰粒子回波明显弱于降水和降雪粒子,一般很难被Ku和Ka波段星载雷达观测到.研究发现W波段雷达对云顶的探测误差一般很小(不到30 m),而Ku,Ka雷达对云顶的探测误差可达数千米.对云底探测而言,W波段雷达可以有效穿透低层液态水含量低的天气系统,但对强降水天气系统云底探测误差较大;Ka波段雷达在台风眼壁云墙附近的强降水区也会出现较大探测误差;而Ku波段雷达云底的探测误差都较小.