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试图把东西绑在气球上并送入太空,听起来像一个六岁小孩子的戏言。事实上,我们很确定你当时肯定尝试过很多次,却只能看着你的探测器挂在离地15英尺的树枝上。但事实证明,当你是NASA人,你的充气气球有1000英尺高,学期班毕业生也可以在大气科学的大平台上大展宏图了。

本周早些时候,NASA从新西兰的瓦纳卡发射了高压气球,期望它能待在原地并同步环球航行100天,甚至更长时间——这是现有记录的2倍飞行时间。一路随行的还有康普顿光谱仪、成像仪(COSI),由加州伯克利分校的科学家开发的伽玛射线望远镜。

第 1 段(可获 2 积分)

在空中停留100天是一件难事。以前的气球,依靠太阳光来保持气体内部的热膨胀——足够热才能漂浮着。问题是太阳下山以后。这就需要变通,就像南极洲的夏天是极昼一样,但基本问题是最南端的大陆并不是理想的停留地点。

但如果你创建一个封闭的、加压系统,气球可以不指望太阳的照射就能悬浮,这样NASA就有了更多的发射地点可供选择。如果一切顺利,瓦纳卡飞行将会证明超高压气球技术有能力进行持续的、长时间航行,这样科学仪器才能采集到有意义的数据。

第 2 段(可获 2 积分)

加州大学伯克利分校的Steven Boggs把这个叫超级加压充气豚鼠。如果成功的话,它将给科学家们更深入的核物理学的见解。例如,当新元素生成时,伽玛射线望远镜COSI检测伽玛辐射——当行星发生坍缩、变成超新星时就会产生,在令人难以置信的压力和高温下,把物质集中放在它的中心处。“你在地球上永远不能重现这些条件,”Boggs说。“所以我们把宇宙当作我们的实验室,来检验我们对核物理的理解。”

Boggs的伽玛射线望远镜是专为超压气球设计的。但为什么还要用气球呢?当然,科学总是有奇思妙想,但气球是挑剔的:从二月份的第2周开始,科学家们已经在瓦纳卡等待合适的风力条件。很多其他的选择(如卫星)在每次日落后并不下坠,也不受大气天气的摆布。

第 3 段(可获 2 积分)

气球很便宜。即使是非常大的、充满了珍贵氦气的大气球。还是要比卫星便宜。并且气球更容易搭建起来,成本还低,这使得它们成为空间科学的绝佳演示者。另外,发射一个气球没有发射火箭那么繁琐,每个任务所需的准备时间会短很多。

“这是为下一代准备的、很好的训练场,” Debbie Fairchild说,他是NASA的气球项目办公室主任。“他们可以在博士学位期间设计、建造、并发射他们的气球。实际上,在发射前,我们有研究生那里照看装备,如果我们必须把它们发送到卫星上,他们会好几年都看不到它们了。” 除此之外,每次发射都是那些科学家们重温童心的一次机会。

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