【太空请回答】火卫一到海卫十三 人类有望造访的六颗卫星藏着哪些秘密?

50年前,人类首次踏足地球的卫星——月球,实现了彪炳史册的壮举。下个十年,人类将再接再厉,探索月球资源,为登上火星做准备。

美国亚利桑那大学官网近日报道称,太阳系中还存在许多我们未来也许能造访的神秘卫星,包括火卫一、土卫一、木卫一等。这些未知领域或许会给人类带来更多惊喜,并加深我们对自身的认知。

火卫一:有助研究火星起源

火星拥有两颗天然卫星——火卫一和火卫二。火卫一是太阳系最暗的天体之一,它离火星非常近,约9380公里,相比之下,月球离地球约384.5万公里。

火卫一的起源仍有争议,科学家认为,它可能是一颗被火星引力捕获的小行星。火卫一地表下存在丰富的水,这是太空探索和采矿的宝贵资源。

火卫一的重力只有地球的1%,如果有人有幸在这个直径11千米的天体上探险,就会发现其景观很像地球上的峡谷。其表面覆盖着令人吃惊的尘土,和我们的月球类似。

此外,火卫一拥有一个直径约8公里的巨大陨石坑——斯蒂克尼(Stickney)。2016年3月,美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)进行的计算机模拟表明,这个陨石坑是被直径约250米、速度21595千米/小时的天体以某种方式碰撞后产生的。

据日本共同社此前报道,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)将在2024年发射火星探测器,访问火星的两颗卫星并将采集的岩样送回地球。探测器还将分析沙土和岩石成分,探索卫星成因和火星的形成过程。

此外,火星的这两颗卫星是太阳系内最原始的天体,由于自身质量较轻,没有任何地质活动,很好地保留了太阳系形成和早期演化的遗迹,因而是帮助人类了解地球和太阳系起源和演变的重要天体。

木卫一:太阳系内火山最活跃的天体

木星最内侧的卫星木卫一(Io,伊娥)恍如地狱,只适合那些最极端的、寻求刺激的探险家。

人类关于木卫一的大部分知识来自“伽利略”号探测器,它于1995年至2006年期间,对木星系统进行了详细研究。直径达3642千米的木卫一是太阳系中第四大卫星,也是木星的4颗伽利略卫星之一。由于木星引力产生的强大潮汐作用,木卫一的地质活动极端活跃,是太阳系中火山最活跃的天体。其表面星罗棋布地散落着超过400座活火山,每个火山都比地球上最活跃的火山——基拉韦厄火山更活跃。

因此,木卫一不是去旅游的地方,它有多种方式使人丧命,就如“伽利略”号任务科学家艾尔弗雷德·麦克尤恩所言,宇航员可能降落到某个火山口就被蒸发了,也可能降落到偏僻的地方受冻而死。

但严苛的环境阻挡不住科学家们探索的决心。美国国家航空航天局(NASA)计划2026年向木卫一发射“伊娥火山观测器”(IVO),2031年到达木卫一。它将收集更多数据,以便科学家更好地了解木卫一的潮汐加热和火山活动。

木卫二:冰下海洋或能孕育生命

木卫二(Europa,欧罗巴)是一个温和的世界,其表面被冰层覆盖,底层是一片海洋。科学家认为,地球海洋孕育了生命,而与地球有类似环境的木卫二,也有可能孕育生命。因此,木卫二的冰下海洋成为科学家寻找地外生命的目标之一。

哈勃太空望远镜曾发现,木卫二拥有含氧的稀薄大气层,并拍摄到木卫二上可能是由水蒸气喷发形成的羽流画面,这意味着科学家不需要钻开冰层,只需分析喷射出的羽流成分,就能对冰下的神秘深海有所了解。

为了厘清木卫二的冰下海洋内是否有生命存在,NASA设计了“欧罗巴快帆”(Europa Clipper)和“欧罗巴着陆器”(Europa Lander)两款航天器,希望揭开木卫二的秘密。

据悉,“欧罗巴快帆”最早将于2023年发射,携带9台仪器前往木星系统,围绕木卫二运行3年以上,收集关于这颗卫星的地质、组成和隐藏的内部海洋的重要信息,并评估该卫星的宜居性。在这次任务中,航天器将到达距木卫二表面仅25公里的范围。

“欧罗巴着陆器”也将紧随其后,在这个冰冻星球上着陆,然后钻入冰层。它可能会对下面看不见的水进行采样,以更好地调查生命出现于这颗卫星上的可能性。自2013年以来,这两项任务已获得20多亿美元的资助,然而仅“欧罗巴快帆”的成本就将至少达到28亿美元。

土卫二:太阳系中最亮卫星

土星已被确认的卫星有62颗,其中比较著名的是最大的土卫六(Titan,泰坦)和第六大的土卫二(Enceladus,恩克拉多斯),科学家认为那里可能存在地外生命。

早在2009年,“卡西尼”号(Cassini)探测器就发现土卫二南半球的冰层下存在海洋,并且发现含有冰粒和盐分的蒸汽从冰层裂缝喷出。

2017年,“卡西尼”号传回的数据显示,土卫二表面冰层下喷出的水气羽流中含有大量氢分子,研究人员推测,这源于土卫二的海洋与岩石内核产生的热液反应。若推测无误,土卫二的海洋可能也存在孕育生命的重要化学物质甲烷。

此外,土卫二也是太阳系中最亮的卫星。

为进一步探索土卫二表面的羽状物及其内部,NASA决定向这个系统发射另一项探测任务,该任务包括最近由NASA研发的一种新仪器——亚毫米土卫二生命原理仪(SELFI)。

SELFI首席研究员戈登·秦表示,一旦部署,SELFI将测量从土卫二南部的裂缝中周期性喷发出的水和冰的化学成分,还可以扫描并分析土卫二表面所有的羽状物。

土卫六:或拥有巨大的地下海洋

土卫六泰坦是土星最大的天然卫星。“卡西尼”在飞掠土星过程中对它的观察表明,这颗卫星是由令人着迷的山脉、连绵起伏的丘陵和高低错落的山谷组成的异域景观,还有蜿蜒的溪流和湖泊。在这样的表面下,泰坦被认为拥有巨大的液态水地下海洋。因此科学家们认为,泰坦是太阳系中可能宜居的几个天体之一。

NASA于今年6月27日宣布,如果一切按计划进行的话,“蜻蜓”号(Dragonfly)将于2026年发射,航行8年后在泰坦上着陆,之后探测器会在这5150公里宽的卫星上巡航至少2.5年,期间进行24次飞行,总航程约180公里。

这次任务的目标就是详细记录泰坦的化学成分。一些科学家认为,泰坦上的碳氢化合物海洋可能孕育着其独有的奇特生命形式。此外,由于泰坦的环境与早期地球的环境非常相似,所以此次任务的观测结果还可能有助于了解地球生命出现的化学过程。

海卫十三:远到鲜为人知

海卫十三是海王星几十个卫星当中最奇特的,也是距离海王星最远的一颗卫星。它非常遥远,以至于没有人准确知道它的表面是怎样的,它有多大,它的一天是多长时间。

根据测算,海卫十三的直径约为64千米,所以它的重力很低,但可以进行降落和行走(更确切地说是跳跃)。而且,如果手机掉在海卫十三上也不用担心摔碎,因为落到地面需要三十秒钟,足够人抓住手机。

此外,海卫十三的夜间非常寒冷。海王星的另一颗卫星海卫一(崔顿,Triton)上,温度会下降到零下235摄氏度,虽然海卫一保持着太阳系最冷天体的纪录,但海卫十三不太可能更温和。所以,前往该处的旅客们一定要带上毛毯。

向这些奇异之地发射探测器,不仅能深化我们对它们的认识,而且有助于我们弄清地球自己的大气层和地质历史。从某种意义上来说,人类对太阳系甚至地球本身的探索才刚刚开始。(来源:科技日报)

我总想要寻找“今我”的成因,反复假设与推论另一种可能之下的我生活状态。对如今的自己的过去的不断追溯和反思,进而各种贬斥,也许只是自己对于现状的不满,而不满的缘由,我大致也清楚明白——不过是没有成为理想中的别人家的孩子那般优秀的存在。我不是天才,不是思维敏捷的理科生,不是文采过人的作者,不是知识广博的学者,不是口若悬河的辩手,不是左右逢源的社牛……总之能设想到的适应社会生存法则为社会大众所追捧的一切品质,在我身上都不存在。用两个字概论我的人生,大约就是“庸常”。
与小风写信的时候,我以为我早已明白“庸常”的意义,不会再对成为天才有那样不切实际和过分的渴求。事实上我只是在自我催眠,在各种不经意的谈话中,我依旧流露着对天才生活的向往。我并没有心平气静地接受庸常,满腔不甘只是潜藏在心底无声地愤怒翻涌,并把这一切归咎于命运,一种无法掌控无法摆脱的虚幻枷锁,这给了自己合理停滞不前的借口,不断自怨自艾,像个被抛弃的怨妇埋怨命途多舛天地不公。如今看来,这种埋怨不过是执着于外在环境条件的转变,比如阶层,比如金钱,却往往忽略了最容易得到满足、获得成就感的精神内在。
想要借助成为天才来实现阶层跨越和身份转变本身就已将自己困在了物欲的囚笼之中,这么多年都是在这笼中被驯养长大,哪怕知晓了它的构造,却仍然无法逃离。我想要的天才认同,不过是跨越阶层身份的工具,却早已忘了曾经从书本里电视上汲取新知的快乐。从来没有什么“不满现状又无力改变的困境”,那只不过是妄图一蹴而就不愿付出的托词,没有量的积累却想要质的改变,着实可笑。
看完《星际穿越》的时候我和妈妈说:“好想成为一个理科生啊。”这句话一出口的时候想到的并不是理科身份所带来的金钱成就,只是他们的探索和研究也许能够具有开拓一片未知天地的意义。可是下一秒却又陷入了阶层跨越和身份认同的囹圄里。但那一瞬间探索新领域的精神满足却难以熄灭,于是在花洒氤氲的水汽里,我不断的在我干涸的记忆里追溯满足的时刻——也许那是自己仍然活着的证明。
记录这些是想要推翻占据我的大脑很久的一句话——“不满现状又无力改变”——没有无力改变的现状,那只不过是放任自流摆烂的说辞。我的太多追求都太过功利,可功利却又是我曾经最最讨厌的品质,我不知不觉地在生活中践行着各种功利追求,却还自以为清高而孤傲,然后在那些难以企及的荣耀里怯懦而不敢高攀。原来一切都有迹可循,只是不愿去看清这一切,不敢面对虚伪的自我罢了。我依旧会仰慕天才般的存在,但也许不再是源于对阶层跨越和获得身份认同的追求,而是一种精神自娱自乐与自足吧。

盛光润:用工业设计孵化技术专利

摘选自《志在设计》专访大业设计创始人盛光润

盛光润:大业设计集团创始人,中山大学客座教授、广东省工业设计协会副秘书长、广东省工业设计专家,2003年广东省优秀设计师;2004年发明的灭菌扇荣获国家级新产品;2005年佛山市科技进步奖获得者;2006年广州市荔湾区先进科技工业者;2008年被聘任为韩国知识经济部、中华人民共和国商务部主办、韩国设计振兴院、广东省工业设计协会等承办的“2008韩国设计展—广州”咨询委员会委员;2011年,首批获得高级工业设计师资格及中国十佳工业设计师。

用设计孵化专利

围绕研究工业设计如何能够让科技成果及专利技术转化成功,盛光润十几年如一日地致力于科技创新服务及其科技创新服务体系的探索,并结合科技创新实践,创造性地提出了深具推广价值的科技孵化理论体系,以及科技创新的阶段论、技术创新价值说等科技创新实践指导思想。协助政府建立了科技孵化公共服务机构,服务企业近千家。因为为推动科技创新服务体系的发展做出了突出的贡献,科技部领导亲自为盛光润题词“专利孵化第一人”。他所领导企业的工业设计成功经验,被科技部生产力促进中心作为重点模式示范单位向全国推广。

从产品设计到产品孵化

问:请简短谈谈您从事工业设计的历程。在您过去的经历中,您认为最具有代表性的转折点有多少次,分别发生在什么时候?
盛光润:我从事工业设计20年,有三次最具代表性的转折点:
一是20世纪80年代末至90年代初工业设计的启蒙;
二是21世纪初大业设计走向以专利技术研发为导向的工业设计增值服务;
三是2011年的杂交设计思考与完成。

问:在这些关键时刻,促使您做出抉择的是什么?您是如何判断当时的社会、行业环境,以及工业设计的发展趋势的?
盛光润: 20世纪90年代的珠三角处于改革开放的前沿,私营经济蓬勃发展,尤其生活家电行业如日中天 ,然而抄袭模仿限制了企业的发展,大部分企业除了抄袭而无第二种能力,甚至改变一下外形也无能为力,但那是一个模仿与抄袭就能创造奇迹的时代,这为工业设计的发展创造了可能。我1992年开始涉足工业设计领域,此时的工业设计是一条既艰辛却又充满诱惑的不规则小道,面对开放的国门,背靠无限的市场,利用仅有的专业知识,在那个没有电脑而只能用手绘、喷绘的时代,跃然纸上的彩绘效果图,会让许多人兴奋。虽然很多不知工业设计为何物,甚至有人听到"工业"二字时,问有没有“工业煤”供应,一切充满着新奇、无知和奇迹,但工业设计起步了。

21世纪初,企业十年的发展达到相当规模 ,但人才及技术储备有限,制约了企业的发展,此时的企业不仅需要产品外观设计,同时,还需要有创新的技术产品引导市场消费。因此,产品外观设计的有限力量已不能和企业形成有效的共鸣。在此时期,大业设计进行了重要服务性的转变,开创以专利技术孵化研发为导向的工业设计增值服务,我在此后的十年里共发明申请了60多项专利 ,和高校、研究机构合作开发项目十几项。为美的集团、东鹏卫浴等 提供多项创新的工业设计产品,其中,授权予美的集团生产的专利产品灭菌扇获得国家级新产品。

由于我们团队在创新领域的特殊成就,我本人先后获得广州市和佛山市先进科技工作者称号。大业公司也因此获得国家发改委、广州市发改委、广州州市科技局的专项资金扶持,同时,大业设计被科技部视为专利技术孵化试点单位,并被国家知识产权局定为全国18个专利交易平台之一。
大业设计在国内建立了具有开创性的工业设计服务体系,不仅满足了企业的深层次需求,同时,为上游技术的实施推广创造了途径。首先与中科院、高校等上游资源建立广泛的合作联盟,形成技术成果输出通道,同时,大业设计也与政府共建"中国专利孵化网"吸收全国的优秀知只产权项目 ,其下游与大中企业建立良好的市场资讯通道,能有效、快速将新项目推向市场。

目前,大业设计建立了完善的高端设计服务体系,并制定了严格的开发评估流程:从项目选择、风险评估、技术特征评估、市场分析、成本核算、产品定位、工业设计、结构及模具设计、控制电路开发、功能样机制作到整体项目转让或生产等。由于大业设计创造性地探索服务,使大业和许多大中型企业建立了长期稳定的合作关系,使大业设计成为企业观察市场的一只眼,并为消费群体定制产品,或为企业创导开发具有领导性的产品来引导消费。
大业设计创导的高端工业设计服务,既满足了企业所需,同时也促进了我公司自身的发展。这种探索性的工业设计增值服务,对我国工业设计的发展也有重要意义。

2010年"杂交设计"思考与项目实施分析
大业设计是一个具有较强创新能力的工业设计公司,特别是受苹果公司发展的启示。2010年大业设计创立了"杂交设计理论",所谓"杂交"是指在一定环境下将多个物种的优良基因进行重组,从而创造出一种全新的优良物种,其不仅能最大限度地满足人类的物理需求,更能满足人类智慧的心理期许。现代社会需要跨行业的杂交,企业需要杂交型的复合人才,而工业设计则更需要设计理念与实用技术穿越式的杂交。它不仅仅是基因再续,也不仅仅是设计元素的堆积,而是寻求未知领域的改变,是对人类潜意识需求的释放,是杂交设计出的一种新的消费产品。
2010年大业设计受中宇卫浴集团(研发与德国高仪的合资品牌X-TIME)的委托,设计开发六个卫浴38件系列精品,大业设计采取细分市场、分级调研得出,卫生间是家庭使用频率最高的地方,也体现了生活水准及健康的尺度,因此,是每个家庭未来投入最大和最关切的场所。但这也是最容易藏污纳垢影响健康的地方,根据以上因素,大业设计提出"私享空间"的设计理论。所谓“私享空间"就是为你创造一个私密的、舒适的、健康的卫浴空间。

大业设计以此为前提,开始进行跨行业跨领域嫁接式的杂交。首先引进健康元素,例如远红外保健、防潮除湿、活性水淋浴;其次引进视觉、听觉元素,例如LED视屏显示器、环绕音响;再引进智能科技元素,自动检测并自动显示室内温度、湿度,智能化妆品冷藏箱、智能恒温活性水龙头等,并配备智能控制中心可以设立个人设置,可以为每个人一键设置水温、音乐视频等。以上围绕“私享空间”选取的所有杂交基因,根据不同阶段的消费阶层、空间尺寸以及风格定位来重组出不同的空间产品,最终在上海2011年国际卫浴展引起行业和媒体的强烈关注。
卫浴产品属外来文化,现有的消费者虽不计价格追求具有外来血统的卫浴产品,这是一种情感上的满足。大业设计以中国消费者为设计对象提出“私享空间”的设计理念,是以人的全方位感受来作为设计理论的基石。使人的个人情感区域,包括情感、视觉、听觉、触觉都得到了体验。这种探索性的杂交原理,从工业设计的角度来看具有非凡意义。

技术与设计相互作用提升创新力
问:在您过去的经历中,有哪些小故事令您至今难忘的?能否与我们读者分享?
盛光润:希贵电器曾是珠三角最大的家用电器制造企业,是20世纪90年代中国知名的家电品牌,也是储水式热水器的开拓者之一。1996年储水式热水器开始从商用进去家庭,由于储水式热水器体型较大,其所用采用的塑胶外壳虽漂亮但是模具很贵,特别是家庭消费要求款式多,因此,在当时作为家电航母的希贵电器也无法接受庞大的模具费。大业设计受委托进行创新设计,最终以廉价的塑胶板围城热水器的大身,而热水器的两端采用塑胶及件封盖,仅以原模具费二十分之一的费用完成现有的模具的制造,并获得巨大成功,现大部分储水式电热水器均沿用此结构至今,为此,大业设计获得希贵电器可观的现金奖励,在那个年代亲手接过成捆现金的感受至今如忘。

问:能否谈谈您对当前工业设计对经济发展的作用的判断?您认为工业设计的创新动力来自何处。
盛光润:工业设计对经济发展的作用,在中国并未得到有效的体现,工业设计立国的理念尚待深入人心。同时,工业设计本身的发展还需要具有国际视野的设计机构、设计大师的出现,还需要大量具有创新精神企业的支持。中国还未形成具有玩味设计、休闲设计、创意设计和技术创新环境。大部分工业设计公司仅在为生存而战,何来创新设计的空间和时间。 因此,工业设计目前对我国经济发展的作用有限 ,创新动力也有限,大业设计虽先跨出一步,但仍旧非常吃力。
问:根据这些判断,请介绍一下,您为当前您所在的平台带来了哪些发展战略的新思维?
盛光润:大业设计将延续以技术创新为导向的工业设计服务,同时完善几大服务平台:工业设计、技术孵化、高新技术产业化。
问:未来您有哪些计划?
盛先润:大业设计将在国内筹建几个创意园区,着重于工业设计产业的探索与发展。

编者王晓结束语

盛光润所带领的团队设计的产品多次获得国家级新产品奖、德国IF大奖、红棉金奖、科技进步奖;所领导的企业被评为广东省高新技术企业、民营科技企业、专利试点单位以及知识产权优势企业,还承担"国家专利技术展示交易中心"、"中国专利孵化网"等多个公共平台的建设 ,为众多知名企业的技术创新,以及院校、民间专利技术实施提供重要的实施方法。最后还值得一提的是,盛光润是一名发明家,拥有60多项专利!


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