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日期: 2016-09-10 | 來源: jiyang1971博客 | 有0人參與評論 | 專欄: NASA | 字體: 小 中 大
朱泙漫學屠龍於支離益，殫千金之家，叁年技成而無所用其巧。
昨天，NASA發射了小行星取樣探測器OSIRIS-REx，前往貝努小行星（101955 Bennu）采集樣本。貝努小行星的直徑大約500米，其軌道介於火星和金星之間，與地球軌道相仿，但是要扁得多。整個任務大約是7年時間，2年去，2年回，中間3年是觀測和取樣。探測器並不在小行星表面著陸，只是在掠身而過的時候揩個油，用機械臂從其表面抓取幾拾克的樣品。
隨便談談這件事吧。
這次的新聞裡說，“166年內撞擊地球的可能性為800分之壹，因此被認為對地球有潛在危害”。這種話嘛，大家隨便聽聽就是了，不用當真，兩年前的新聞裡說，“科學家預測22世紀末將近距離接近地球，碰撞地球的概率為2500分之壹”。看來貝努小朋友覺得自己不受重視，有些生氣了，就擅自調整了軌道。NASA派個小伙伴去跟他聊幾年，必然有助於平息他的怒火，也就不會搗亂了。
據項目首席科學家說，貝努小行星有可能是“信息與材料的巨大寶庫”，因為這種小行星形成於太陽系的早期階段，其中可能含有水冰與有機物質。我覺得這也就是說說而已。這麼小的小行星，離太陽這麼近，它的表面應該跟月球表面相仿，早就曬得幹巴巴的了，都是疏松的灰土，談什麼水、冰和有機物質？如果他們打算打個很深的孔，比如說1米深，也許有點東西，但是從采樣量看起來不像啊。
這次任務據說還有助於了解雅科夫斯基效應對小行星軌道的影響。自1999年以來，這個效應使得貝努小行星軌道的改變超過了160公裡。聽起來很了不得吧？其實這就是個無足輕重的效應，談這個就只能說明實在是沒有其他什麼東西好談了。
什麼是雅科夫斯基效應？其實就是壹種“光壓”效應。光也有動量，照在物體上能夠提供壓力。今年肆月份霍金宣傳的“攝星計劃”就是利用激光產生的光壓來推動物體。太陽光當然比激光弱多了，但是也會產生光壓；而雅科夫斯基效應比太陽光產生的光壓還要弱很多，弱得多得多。
太陽出來暖洋洋。太陽光照在物體上，就會加熱物體，但是這個加熱需要時間；太陽落山了，物體就會變涼，但是也許要時間。這是因為有熱容，還有熱傳導和熱輻射，重新達到熱平衡需要壹個過程。“日初出滄滄涼涼，及其日中如探湯”，每天下午兩叁點的時候最熱，凌晨叁肆點的時候最冷，就是這個道理。小行星在太陽的照射下，必然有些地方熱，有些地方冷，因為它總是繞著太陽公轉，而且自己可能會自轉。熱的地方發出的光比冷的地方多（我們說的其實是黑體輻射，不是可見光），這樣就會導致壹個微弱的推力，這就是雅科夫斯基效應。
需要注意的是，指向太陽方向的雅科夫斯基效應並不是主要作用，因為在這個方向上，有太陽的引力，有太陽光的光壓力，還有微弱的雅科夫斯基效應，他們都是有心力，最終的平衡決定了小行星的公轉軌道。在穩態條件下，這個軌道不會變化的。其主要作用的雅科夫斯基效應是沿著軌道運動方向。由於小行星的公轉和自轉，太陽照射的位置發生變化，重新建立熱平衡需要時間，所以，小行星的前後表面（以行進方向為准）會有壹定的溫度差，這樣就會因黑體輻射的差異而產生壹個微弱的力。
這個力是很小很小的，我們估計壹下它的大小。首先估計壹下光壓的大小，假設光壓作用於小行星的行進方向上（實際上是垂直於此方向的）。地球軌道附近的太陽光功率大約是1KW/m2，除以光速就是動量，再除以小行星的質量，就可以得到加速度，假定小行星的密度接近於岩石，也就是水的兩倍左右。可以得到加速度是3×10?12m/s2，小得不得了的壹個數。雖然加速度很小，但是耐不住時間長啊，壹天就是86400秒，壹年3000多萬秒，17年下來，由此導致的距離變化大約是30萬公裡。新聞裡說的雅科夫效應只有160公裡，差了兩千倍，原因在於（1）小行星表面溫度低，應該類似於月亮，即太陽照射部分為零上100多度，沒照到的部分為零下200度；（2）主要的溫度差在於正面和反面（沿著太陽方向），而前面和後面（沿著行進方向）的溫度差很小。具體的細節依賴於小行星的形狀、表面反射率以及轉動速度等等，但這些都是細節，沒什麼重要的。
總之，雅科夫斯基效應是非常微弱的，比微弱的太陽光壓還要小幾千倍。這個效應根本就是個微不足道的效應，大談特談只能說明實在是沒有什麼好談的了。至於說利用這個效應來改變小行星的軌道（例如，刷點漆什麼的），我只能，怎麼說呢，反正只要你高興就好了。
最後再八卦八卦這次任務的來歷。
上個世紀六拾年代美蘇爭霸的時候，航天是政治任務、是向全世界展示制度先進性的擂台，最終美國以成功登月而宣告勝利，但是登了幾次以後，確實覺得這玩藝兒花錢太多，也沒有實在的好處，所以就歇下來了。NASA（實際上是整個美國）沒了目標，就開始玩些虛的，星球大戰計劃忽悠了蘇聯人，航天飛機計劃忽悠了自己（關於這件事，可以看看費曼關於“挑戰者號”失事的報告）。美國的運氣好，蘇聯出了個最大的蠢才戈爾巴喬夫，活生生的把自己搞死了。這下美國成了全球獨大的霸權，“號令天下，莫敢不從”，冷戰勝利的紅利吃得太爽了。“嗚呼！群雄束手，長劍空利，不亦悲夫！”- 新聞來源於其它媒體，內容不代表本站立場！
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