186.圆规座 (第2/3页)
载人飞船的空间天文观测技术的次尝试。今后的空间天文观测将主要依靠环绕地球轨道运行的永久性观测站来进行。
圆规座空间天文探测常常需要准确证认辐射源的方位,有时需要在短达几秒钟的时间内完整地记录一个复杂的瞬时性爆发现象;有时则要求探测仪器在极端干净的环境中工作,免遭太空环境的干扰。现代空间科学技术常常能够满足这些严格的要求,为上述运载工具提供极为准确的定向系统、复杂而又可靠的姿态控制系统、大规模高速信息采样和回收系统以及各种任意选择的运行轨道,给圆规座天文观测以良好的保证。圆规座空间天文迅速发展的另一个因素是实验方法的不断完善。圆规座空间天文的实验方法和传统的光学或射电天文方法有很大区别。由于电磁辐射性质的不同,特别在高能辐射方面差别更大,因此,对它们的探测多半需要采用各种核辐射探测技术,利用电磁辐射的光电、光致电离电子对转换等效应,来测量辐射通量和能谱,并根据空间天文的特点加以发展。目前在空间天文中从紫外线软x射线直到高能γ射线,按照能量的高低广泛使用光电倍增管、光子计数器。电离室、正比计数器。闪烁计数器、切连科夫计数器和火花室等多种探测仪器。
在这些辐射波段里,一般的光学成像方法失去作用,必须应用掠射光学原理进行聚光和成像。现在,已经使用掠射x射线望远镜,但还只应用于圆规座远紫外和软x波段。在硬x射线和γ射线波段目前还没有任何实际有效的聚光和成像方法。圆规座空间天文探测的一个重要方面是证认各种辐射源,并确定其方位。上述各种探测器本身不具有任何方向性,因此发展了定向准直技术。这种技 术在x射线天文中,应用得最为充分,如丝栅型、板条型、蜂窝状等不同类型的准直器已广泛使用。
圆规座空间天文的发展大致经历了三个阶段。最初阶段致力于探明地球的辐射环境和地球外层空间的静态结构,这个时期的主要工作是发展空间科学工程技术。第二阶段开始探索太阳、行星和行星际空间。第三阶段是从二十世纪七十年代起,开始探索银河辐射源,并向河外源过渡。六十年代初以来,在太阳系探索和红外、紫外、x射线、γ射线天文方面,都取得十分重大的成就。
圆规座空间探测首先在近地空间、行星际空间方面取得重大突破。发现日冕稳定地向外膨胀,电离气体连续地从太阳向外流出,形成所谓太阳风。这些成就改变了原来的日地空间的概念。行星际空间探测清楚地揭示了行星际磁场的图像,天体物理学家由此而得到启示去寻找它与太阳本身的关系,并且产生研究太阳光球背景场的兴趣。圆规座行星际空间是一个天然的等离子体实验室,它提供了地面实验室条件下无法比拟的规模和尺度。太阳风作为无碰撞的等离子体,通过对行星际空间中丰富的动力学现象的观测而得到最充分的研究。
圆规座行星、月球的探测主要是依靠对行星、月球作接近飞行或在上面登陆的行星探测器来进行的。很自然,最先得到探索的行星是地球。1958年范爱伦设计了地球“探险者”1号,并在1959年通过这个卫星的测量发现了范爱伦辐射带,对这一问题的继续研究又揭示了地球周围存在着一个复杂的巨大磁层,这是空间探索在行星科学方面的首次重大进展。接着开始对月球和其他行星的一系列探测,在这一阶段得到很多有意义的资料,动摇了地面天文研究的许多结论。
在圆规座空间进行红外天文探测始于六十年代后期。用高空飞机、平流层气球、火箭等手段进行红外探测已取得许多重要成果。七十年代初期,几次火箭巡天探测,在波长4、11和20微米波段发现三千多个红外源,描绘
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