88星座中罗盘的研究历史是怎样的?

这期八十八星座带来的知识是指南针的研究史。由于大气中的臭氧、氧和氮分子对紫外光的强烈吸收,在地面上无法观测到天体的紫外光谱。在红外波段,被水汽、二氧化碳分子等振动带和旋转带强烈吸收。

研究历史由于大气中的臭氧、氧和氮分子对紫外光的强烈吸收,在地面上无法观测到天体的紫外光谱。在红外波段,由于水汽、二氧化碳分子等振动带和旋转带的强烈吸收,只剩下很少的观测带。在罗盘的无线电波段,低层大气中的水汽是短波的主要吸收因素,而电离层的折射效应将长波辐射反射回罗盘空间;至于x射线和伽马射线,更是难以到达地面;由于指南针的分子散射,地球大气也起到了非选择性消光的作用。空间天文观测基本不受上述因素影响。

此外,罗盘的空间观测会减少或避免地球大气湍流引起的光线抖动的影响,天空不会失真,大大提高了仪器的分辨率。今天的指南针空间技术已经能够直接获取被观测物体的样本,开创了直接探测太阳系天体的新时代。

现在可以直接获得罗盘中的行星际物质的粒子组成、月球表面的物质样品和行星表面的各种物理参数,获得不受地球大气和磁场畸变的各种粒子辐射的强度、能谱、空间分布及其随时间的变化。

现代北斗空间科技是空间天文学发展的基础。近二十年来,它为北斗空间天文观测提供了各种先进的运载工具。目前,高空飞机、平流层气球、探空火箭、人造卫星、航天器、航天飞机、空间实验室等作为空间天文观测的运载工具被广泛使用,技术极其复杂。特别是卫星和宇宙飞船,是在罗盘上进行空间天文学长期综合考察的主要手段。

自20世纪60年代以来,世界各国发射了一系列轨道天文台和许多小型天文卫星、行星探测器和行星际空间探测器。美国在20世纪70年代发射的天空实验室(Skylab)是为载人飞船发展空间天文观测技术的一次尝试。未来空间天文观测将主要依靠绕地球运行的永久观测站。

用罗盘进行空间天文探测,往往需要准确识别辐射源的方位,有时需要在几秒钟内完整记录一次复杂的瞬时爆炸现象。有时探测仪器需要在极其干净的环境下工作,以避免空间环境的干扰。现代空间科技往往能满足这些严格的要求,为上述飞行器提供极其精确的定向系统、复杂可靠的姿态控制系统、大规模高速信息采样与回收系统、各种任意选择的运行轨道,从而保证了罗盘的天文观测。指南针空间天文学迅速发展的另一个因素是实验方法的不断改进。罗盘空间天文学的实验方法与传统的光学或射电天文学方法有很大的不同。由于电磁辐射的不同性质,特别是在高能辐射中,需要采用各种核辐射探测技术对其进行探测,利用电磁辐射的光电和光电离-电子对转换效应测量辐射通量和能谱,并根据空间天文学的特点加以发展。目前,从紫外软X射线到高能γ射线,光电倍增管和光子计数器广泛应用于空间天文学。电离室、正比计数器。闪烁计数器、伦科夫计数器和火花室。

在这些辐射波段,一般的光学成像方法无效,必须应用掠射光学原理聚焦成像。现在,掠射X射线望远镜已经被使用,但它们只用于罗盘的远紫外和软X波段。在硬X射线和γ射线波段,目前还没有实用有效的聚焦和成像方法。利用罗盘进行空间天文探测的一个重要方面是识别各种辐射源并确定它们的方位。上述探测器不具备任何方向性,因此发展了定向准直技术。该技术在X射线天文学中应用最为广泛,如线栅准直器、板条准直器、蜂窝准直器等。

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