从月球背面到深邃宇宙——2018年太空探索主要进展评述

 2018年,人类在太空探索方面取得重要进展。中国“嫦娥四号”探测器成功登陆月球背面,着陆点位于南极艾特肯盆地的冯·卡门撞击坑,实现人类航天器首次登陆月球背面;之后,中国探月工程将在完成月球采样返回后,朝着建设月球科研站的方向前进。在火星探测方面,重点是回答火星上是否曾经有过适宜生命生存的环境及其持续时间,而中国的火星探测器已在研制中,将于下一发射窗口发射升空。在引力波探测方面,中国启动以地面观测为主的阿里原初引力波探测计划以及以空间观测为主的天琴计划和太极计划,有望在这一领域做出重要贡献。多信使探测宇宙、寻找太阳系外的宜居行星是天文和天体物理领域的研究前沿和热点领域,正在酝酿新的突破。     

“哈勃”太空望远镜

1990年4月24日,美国“发现”号航天飞机呼啸着冲向太空,携带着一台太空望远镜,这是人类首次将望远镜带到大气层以外的空间,清晰地观测太空。     

为什么有的望远镜会向天空发射激光?

<正>A:我们使用的光学望远镜绝大多数建设在地面,因此在观测来自太空的星光时,会受到大气的干扰。大气的流动与密度的不均匀分布都会使望远镜观测到的图像发生扭曲。以前天文学家只能选择将天文台建设在寒冷的高山上或是发射到太空(如哈勃空间望远镜)来减弱这个影响。但即使在高山,大气的影响依然是很难完全消除的;而发射到太空的大型望远镜造价极其高昂,维修非常麻烦。因此,最近十几年来,天文学家采用了"自适应光学"技术,来解决这个问题。     

“太极”计划:中科院提出探测中低频引力波

正引力波的证实让世界范围内的宇宙探索掀起热潮,而中国科学院近期也宣布提出空间太极计划,规划我国空间引力波探测在未来数十年内的发展路线图。在此计划中,中国将在2030年前后发射三颗卫星组成引力波探测星组,用激光干涉方法进行中低频波段引力波的直接探测。据介绍中频波段的引力波来源是中等质量的致密双星(黑洞、中子星、白矮星),以及宇宙大爆炸早期(10-34秒以后)产生的引力波。     

中国大型射电望远镜在引力波探测方面的潜在突破

中国已经建设、正在建设和将要建设成更多的射电望远镜,本文着眼于讨论这些望远镜在引力波直接探测方面的潜在突破.其中,基于最新的脉冲星噪声参数和望远镜设计指标,计算了使用不同射电望远镜以及他们的组合开展脉冲星测时观测的技术能力,在此基础上进一步计算并讨论了利用这些望远镜开展脉冲星测时阵列的可能性及其引力波探测的能力预期.研究发现,大型望远镜如贵州500m口径球面射电望远镜和计划中的新疆奇台110m全可动望远镜的配合将大幅度提高现有国际脉冲星阵列测时能力,建成这些望远镜之后,极有可能在短期内获得重大突破.     

用红外线观察宇宙

斯皮策太空望远镜是一架天文观测航天器，它以红外线波段对太空进行天文观测，而且具有非常高的灵敏度和分辨率。红外线能够穿透星际尘埃等物质的遮蔽，因此，这架望远镜可以观测到用可见光无法看见的某些天文现象，尤其适合观测恒星的诞生。斯皮策太空望远镜在被发射上天以来的一年半的时间里，陆续拍摄到了大量清晰的红外线照片，其中许多照片揭示出以前从未见到过的宇宙景象。     

空间引力波探测——天文学的一个新窗口

本文内容分为两部分.第一部分通过外尔曲率来阐述引力波这个物理概念,为天体源引力波探测(地面或空间)建立一个基本的理论框架.第二部分中,在中国科学院二期先导研究的基础上,我们进一步地说明空间引力波探测的天文学意义,特别是在探索早期宇宙中星系结构的形成,星系-黑洞共同演化结构等重大天文问题中提供一种全新的观察窗口.简要介绍中国科学院空间引力波探测计划(太极计划)的任务设计,并进一步阐明其科学目标以及与(e)LISA项目的区别所在,最后给出空间任务中关键载荷的初步分析.     

胡文瑞院士和吴岳良院士谈“空间太极计划”

 “易有太极,是生两仪。两仪生四象,四象生八卦。”太极,在《易经》中是指宇宙最原始的秩序状态,出现于阴阳未分的混沌时期(无极)之后,而后形成万物(宇宙)的本源。“空间太极计划”正是去探寻引力波,在解开宇宙的起源、形成和演化之谜的路上向前一步。     

探测引力波!：日本正在建造的大型引力波望远镜“神乐”

作剧烈运动的天体会使周围的空间产生振荡,这种振荡引起空间变形,以波的形式向四周传播,这就是“引力波”。早在1916年就从理论上作出了引力波的预言,然而却从未被直接检测到过。不过,随着观测技术的进步,现在终于具备了检测引力波的条件,并有可能使用引力波进行实际观测。     

科学奇闻60秒

正开普勒退休了在历经9年多的太空旅行后,开普勒太空望远镜光荣完成自己探索宇宙的使命.正式"退休"。这台2009年发射的太空望远镜,是人类首个用于探测太阳系外类地行星的航天器。在它9年多的工作历程中,总共发现2700多颗系外行星,占人类目前发现系外行星总数的七成以上!其中,甚至有一些星球可能孕育着生命。至于它获得的其他观测宇宙数据,更是多得数不胜数,为天文学的发展做出了极大的贡献。现在开普勒太空望远镜已完全耗尽燃料,所有仪器停止了工作。NASA决定让     

新闻时段2016-02-01至2016-02-15

正(新闻时段2016016-02-01至20162016-02-15;排行依据排行依据:遴选出的30家核心媒体报道频次核心媒体报道频次)1美科学家宣布发现引力波2中国引力波探测工程"天琴计划"正在立项[核心媒体报道频次:29/30]2月12日消息称,中国本土重大引力波探测工程"天琴计划"已于2015年7月正式启动,部分关键技术研究已有具体进展,目前正在立项中。中山大学"天琴计划"是以引力波研究为中心,开展空间引力波探测计划任务的预先研究,制定中国空间引力波探测计划的实施方案和路线图,并开展关键技术研究。根据此前设想,"天琴计划"主要分4阶段实施:第1阶段完     

星系碰撞奇观

利用钱德拉X射线太空望远镜和哈勃太空望远镜，科学家们观测到一次壮观的星系碰撞。他们认为，这次星系碰撞揭示出暗物质存在的新线索。     

引力波标准汽笛与宇宙学

双中子星并合的引力波暴GW170817及其多波段电磁对应的发现标志着多信使引力波天文学时代的来临.通过引力波探测器对致密双星并合产生的引力波波型的观测可以独立测量波源的光度距离,这预示着引力波源可以作为"标准汽笛"来研究宇宙的膨胀历史,从而提供了一种研究宇宙学的新途径.本文介绍利用引力波"标准汽笛"来限制宇宙学参数的基本原理,着重讨论各种确定波源距离和红移的方法.同时讨论地基第二代和第三代引力波探测器,以及空间引力波探测器对宇宙学参数,特别是哈勃常数和暗能量参数的限制能力.     

从“哈勃”到“韦伯”，人类望向宇宙更深处

<正>2021年12月25日圣诞节当天,备受全球天文届瞩目的"詹姆斯·韦伯"空间望远镜在法属圭亚那群岛库鲁基地由欧洲阿里亚娜航天公司的"阿里亚娜5ECA+"型运载火箭发射升空,人类探索宇宙的壮举迈上新台阶。"哈勃"望远镜的"继承人"在了解韦伯望远镜之前,先让我们简单回顾一下它的"前辈"——"哈勃"太空望远镜。"哈勃"望远镜是1990年4月24日由"发现号"航天飞机在美国肯尼迪航天中心成功发射升空的,32年来虽然经历过很多曲折(如升空后第一张照片过于模糊,直到1 9 9 3年修复了主镜缺陷并更换相关仪器后才有所改善),但也拍摄到大量令人震撼的宇宙照片,在人类天文观测史上留下了浓墨重彩的一页。     

新太空望远镜GLAST升入太空

美国东部时间6月11日,美国将“伽马射线大区域太空望远镜（GLAST）”送入太空。美国的“大型观测台”计划包括“四大天王”．即“哈勃”太空望远镜、“钱德拉”X射线太空望远镜、“康普顿”伽马射线太空望远镜和“斯必泽”红外太空望远镜。其中．“康普顿”因为出现陀螺仪故障,被迫在地面控制下于2000年脱离轨道坠入大海。     

X眼捕捉天体新姿：钱德拉X射线天文望远镜的最新观测成果

宇宙中不仅飞驰着眼睛可以看见的光（可见光），还有眼睛看不见的光（电磁波）。这其中就有超新星爆发和黑洞等天体发出的高能“X射线”。用X射线进行观测，可以查明宇宙中正在发生的许多用可见光观测无法探知的激烈现象。美国宇航局（NASA）引以自豪的X射线太空望远镜“钱德拉”持续观测宇宙高能现象已有近10个年头，本文就来集中介绍NASA在最近一年所公布的这台X射线太空望远镜所获得的最新图像。     

激光干涉仪空间天线航天计划的轨道设计

激光干涉仪空间天线（laser interferometer space antenna,LISA）是欧洲太空局和美国航天局合作用于探测从0．1mHz到1Hz低频引力波的航天项目,引力波的探测将通过在空间中的3个探测器之间使用激光干涉仪的高精度测距来实现．3个探测器计划于2018年前后发射,并于一年后进入引力波探测实验的绕日轨道．为了引力波探测的成功,保持3个探测器所组成星座的高度稳定性是至关重要的．我们在以前2015年实验轨道优化设计的基础上,选取2019年3月1日为起始历元做了实验轨道的优化设计,介绍了任意起始时刻下确定轨道优化起始点的规则和轨道优化的算法;并给出了从地球停泊轨道进入引力波探测实验轨道的发射段和分离段的轨道设计,讨论了所需飞行时间与发射能量之间的关系,给出了设计实例．     

一月科技大事回眸

转基因食品将贴上“身份证”从3月20日起,在中国市场上出售的转基因食品都要贴上明确的标识:GMFOOD,以便消费考樱据需要选择购买。首批将被贴上标签的转基因食品包括:大豆、油菜、玉米和番茄。我国第一架空间望远镜已列入发射计划 3月10日,据有关部门消息,我国自己的第一架对地球以外星体进行观测的空间望远镜已经列入发射计划。这架空间望远镜名叫空间太阳望远镜,总重量约为2吨,设计使用寿命约为     

欧洲第三代引力波望远镜计划耗资10亿欧元

在欧盟向一项设计研究提供300万欧元的资助后,物理学家日前公布了他们的引力波望远镜研制计划,该项目为研究宇宙打开了一扇新的窗口。研究人员希望耗资10亿欧元     

美望远镜观测到迄今最亮超新星爆发

美国宇航局5月7日在华盛顿宣布，该机构的钱德拉X射线太空望远镜观测到了迄今最为明亮的超新星爆发。天文学家称，这很可能是一种新型的超新星爆发。