因为卡西尼号并没有进行过除菌处理，所以表面可能带有微生物，为了防止这个探测器最后撞上土星的卫星造成生物污染。必须把这颗探测器扔到土星里面去毁灭掉。这个任务就成了卡西尼号的最后一个任务了。这个任务实施起来并不容易，从2008年地面上的科学家们，就在讨论这个任务的所有执行过程和细节。同样，要执行这次任务也是要花钱的，NASA还特地申请了2亿多美元的资金。而且这颗探测器也不是说想撞上土星就能撞上土星的，中间要完成一系列的变轨操作，还要利用土卫六泰坦执行一次引力弹弓刹车。2017年的4月22号，卡西尼探测器最后一次路过了土卫六泰坦。利用这次机会实现了刹车，这个位置几乎就相当于卡西尼号轨道的远地点，在远地点刹车会让轨道近地点向土星贴近。4月26号，再次开发动机进行轨道修正，经过这次变轨以后，卡西尼号的近地点已经贴到了F环和土星表面之间。这一次穿越，卡西尼号探测器距离土星云层的高度只有3100公里。它拍摄了大量的照片，马上开始回传地球。未来它还要再转22圈，逐渐降低近地点高度，直到撞上土星。2017年的9月14日晚上8点钟。卡西尼号传输了最后一张照片。最后负责监控的是戈德斯通测控站。9月15日卡西尼号坠入土星大气层烧毁，仅仅比预定的时间晚了30秒。2018年NASA公布了一部短片，记录的就是卡西尼号的最后任务。画面上真实的表现了它是如何一次一次贴近土星表面，直到撞上去。直到最后一刻，它的天线还在倔强的对准地球方向，传送最后的测控数据。每次看到这里，我鼻子都发酸。这部片子获得了艾美奖的杰出原创互动节目奖。卡西尼号陪伴了我们整整19年零335天。它带给我们关于土星和它的卫星家族的大量知识，人类对太阳系和行星的认知理解获得了极大的提升。它发送回来的数据成了一座宝库，科学家们还在不断从这些数据里面挖掘出新的发现。
2005年的3月份和7月份，科学家们安排卡西尼号在近距离上飞越了土卫二两次，卡西尼号拍下了非常清晰的照片。通过这些照片，科学家们发现土卫二的南极地区有一些虎皮条纹状地形，长度是128公里，宽度40公里。这些裂缝中正在不断的往出喷水，还有一些水蒸气和冰屑。这些气体被喷到了430公里的高空。这些东西为土卫二构造了一个非常稀薄的大气层。但是水蒸气总有一天会凝结的呀，这些小冰晶和冰屑落下以后，土卫二表面就被覆盖了一层积雪。年复一年日复一日，土卫二的表面就覆盖了一层厚厚的积雪。那么这些冰雪到底有多厚呢？科学家们在2023年从卡西尼号积攒的数据中做了挖掘。他们发现图片的表面有些冰雪的裂缝，还有一些陨石坑。阳光照射在这些地质结构上就会产生巨大的影子，根据影子我们就可以大概推算出这个坑有多深。有些陨石坑是直接砸穿了积雪层，露出了冰层。我们大概可以根据这些数据计算出冰雪有多厚。现在科学家们估计土卫二上的积雪应该是700多米深。那么下一个问题又来了。这种积雪不断堆积的过程，跟地球南极的大冰盖是很相似的，南极的冰盖实际上也是由积雪常年堆积，在重力的挤压下变成了大冰块。土卫二非常小，它的引力没有那么强，所以到现在为止。积雪还比较蓬松，没有变成硬邦邦的冰块。但是即便如此，要积攒出700多米厚的积雪也是非常困难的一件事。科学家们计算了一下，按照目前的这一点点喷发量慢慢积攒的话需要45亿年时间，但是这45亿年时间都够上整个太阳系年龄了，时间太长了。土卫二自己有这么大岁数吗？这就很难说了……
土卫六具有巨大的河道网络，有主干，有支流。有冲积平原，也有三角洲。在土卫六上，甲烷和乙烷等等碳氢化合物分子也会蒸发，也会凝结成云层，然后再汇聚成“雨”落回到地面。落回地面的液态碳氢化合物也会汇聚成“河流”，小河流水哗啦啦，汇集到大河，大河最后流进液态海洋，说术语叫做“地表径流”，这个过程和地球上的水循环非常类似。只是土卫六上的温度实在是太低了，这个过程进行的非常非常的缓慢，就像放慢镜头一样。往往是液体要蒸发很多年。才能在空气中攒出一场大暴雨的量。要么几年不下，要么就下个狠的。卡西尼号这么多年来也只探测到一场赤道地区的甲烷暴雨……
到了2004年底年底，该为惠更斯号着陆器的投放做好准备了。12月25日，惠更斯号脱离了母船卡西尼，进入了环绕泰坦旋转的轨道，这是一个缓慢绕圈圈下降的过程，还得花费22天的时间。在这段时间里，惠更斯号仍旧处于休眠状态，直至落下去之前的前几小时才被叫醒。“惠更斯”号重319公斤，外形像一个预制菜圆盒子，前部有一个防热盾，配了三顶降落伞，不怕一万，就怕万一，多备着点保险。在距离土卫六表面1200公里时，“惠更斯号”以2.2万公里/时的速度冲向土卫六表面。“惠更斯”号前部的防热盾可以起到保护作用，顶住摩擦产生的高温。大概在距土卫六表面190公里高的地方，防热大底被抛弃。在距表面170公里的地方，探测器减速到每小时1400公里。此后，探测器分别打开了三个降落伞，在距离土卫六表面几百米处，探测器会打开探照灯，照亮土卫六地表物体。土卫六表面光照情况不好，得打个手电才能看清楚。地面人员一直提心吊胆的，特别是欧空局的工程师们，这个惠更斯号是欧洲人造的。降落过程说长不长，说短也不短，足足两个多钟头，也挺熬人的。在两个半小时降落过程中，“惠更斯”号的相机拍下了土卫六表面情况、测量了风速和大气压力，分析大气成分，这些采集到的数据会传回母船卡西尼号探测器上。然后转发给地球。下降过程里拍摄的照片分为两组，一组是350张照片，用A、B两个S波段的无线电信号发送给卡西尼探测器。因为惠更斯探测器是欧空局做的，卡西尼探测器是NASA做的，两边的沟通似乎有点问题，程序又出了BUG。A通道卡西尼探测器压根没理会，根本没接收，B通道倒是接收了。数据只发回来一半，而且测量卡西尼号和惠更斯号之间的多普勒频移测量数据也丢了。你瞧这事儿闹的，不出点毛病就不叫多方合作……
实在不好意思，今天呢，还得请个假，礼拜五我有一场讲座。周末我在无锡还有一个讲座，中间只留了一天时间，我还得花时间准备。所以这次的周末固定节目呢，就只能往后顺延一个礼拜了。下个周末呢，刚好是在五一假期期间。我就先提前祝大家五一节快乐！对了，5月9号我在上海还有一场文明夜课的讲座，讲有关太阳那档的事儿，上海的小伙伴们有兴趣的话呢，可以来听。好，这次就说这么多了，我们下个礼拜再见。
1998年底发射的火星气候勘测者号探测器，千里迢迢飞到了火星附近，就要进入刹车捕获阶段了。探测器开始开反推火箭刹车，然后，探测器一拐弯儿，就绕到火星背后去了，按理说，绕过来以后，应该再此和地球取得联系，但是，地面测控站左等没消息，右等还没消息，后来就再也没能去测联系。这颗探测器就这么不明不白的丢了。1999年11月10号，事故调查委员会发布了第一阶段报告，详细介绍可能导致探测器发生事故的问题。问题就出在了第4次修正上。地面人员是在1999年9月8日完成修正-4的计算，随后在1999年9月15日执行执行了程序。这次调整的目的是让探测器调整至最佳位置，这样一来，9月23号，火星气候勘测者号会从火星上空226公里高度开始拐弯，变成环绕火星运转的卫星。这个高度还是比较合适的。但是在完成了这次轨道修正以后，地面测控人员就觉得不对劲，因为探测器擦过火星，开始拐弯的轨道高度根本不是226公里，可能只有110公里，这个高度实在太低了，无法避免火星大气的影响。这还只是毛估一下的数值，事后仔细检查测控数据，发现当时探测器的轨道高度是57公里，这显然太矮了。低于80公里就肯定要坏菜，何况57公里呢。探测器肯定是被强风吹扁了。这到底是怎么回事呢，调查委员会给出的答案让人哭笑不得。这是个彻头彻尾的低级错误。这颗探测器是洛克希德马丁公司制造的。人家洛马公司的工程师用的单位制都是公制单位，引擎推力单位用的是牛顿。地面的控制人员在编写轨道修正程序的时候，用的是英制单位磅。这纯属是驴唇不对马嘴啊。这件事给NASA提了个醒，一律使用公制单位，不得使用英制。做科学计算，这是硬标准。说白了，美国人在英制公制转换上不知道吃了多少亏了，没办法，就是改不过来。
因为爱神星的引力实在是太小了，所以探测器必须小心翼翼的和爱神星保持同步，然后略略提速，再刹车减速。2月14号，苏梅克探测器进入环绕爱神星的轨道。你别说，NASA还挺会挑日子，选了个情人节。进入轨道一个月以后，为了纪念已故的苏梅克。NASA才正式把这个探测器的名字改为苏梅克号。此前一直叫做“近地小行星交汇任务”。我们为了省事，就一直管它叫苏梅克号啦。一开始，轨道半径大概是300多公里。爱神星太小了，引力非常小，稍微花一点力气，轨道变动就好大，大家不得不小心翼翼，因此轨道的收缩花了很长时间。一直到7月14号，轨道缩小到了半径35公里。苏梅克号探测器在这个轨道上停留了大概10天。在此期间肯定是拍了不少的照片嘛。伴飞和环绕的任务基本上都完成了。能拍的照片也都拍了，可见光波段的和红外线波段也凑起了。现在要完成最后一个任务了，那就是着陆爱神星……
1998年的4月底，SOHO探测器已经完成了预定的任务。6月底，这个SOHO出事儿了。这个SOHO探测器既然要拍照片，自然需要3轴稳定。而且对3轴稳定的要求还很高。这个探测器是第一个使用陀螺仪来调整自身指向的探测器。15分钟内，指向太阳的角度不能偏离超过±10角秒。这是啥概念？转一圈是360度，1度分60份叫1角分，1角分再分60份叫1角秒。你说这个角度有多小吧。SOHO探测器使用了3个飞轮来控制自身指向角度。随着机器设备的工作运转，时间长了误差总是会慢慢积累。误差积累大了，靠飞轮来调整就不够用了，必须开发动机调整一下。每次开发动机调整，需要花费48小时的时间，可是科学家们实在是不舍得48个小时不能观测。所以，SOHO的工程师们就重新编写了一个代码，可以把时间压缩到24小时。倒霉就倒在这上边，这段代码是有BUG的。没有经过完整测试，就这么上传到了探测器上……
科学家们在木卫二的高清照片上，也找到了非常类似的裂缝。这些棕红色的裂缝看起来地球上的中洋脊，这些高山峡谷也有类似转换断层的结构。也出现了某一段的整体错位。同样，科学家们也找到了类似俯冲带的结构。一块冰盖插入了另外一块冰盖之下。当然，科学家们推测，冰层俯冲带和地球上的岩石俯冲带还是有区别的。冰板块的边缘可能会碎裂，造成一大堆的碎冰。但是，大家要明白一点，太阳系的星球上，咸水远比淡水要多得多。木卫二上的冰层是含盐的。但是因为两块板块的含盐度不同。有些碎冰块轻一点，有些稍微重一点。重一点的会被压在下边，甚至被推到了冰盖的下边，就起到了俯冲带的作用。这些被挤下去的冰块，最终会化成水。当然啦，这种板块活动是不是全球性的呢？这还难说。现在能找到的俯冲带比较短，不像地球上的俯冲带那么广泛。另外，板块活动的动力来源依然还是有疑问的。对了，为什么那些裂纹会变成棕红色呢？现在科学家们分析，这是因为这些地方的盐份比较高，在高能带电粒子的轰击下，这些盐变色了而已……
说实话，要给木卫一拍照片是个很费劲的事儿，因为这里距离木星太近了，木星周围的高能粒子辐射带经常会引起探测器整机关机保护。当伽利略项目进入延长段，探测器有了一次接近木卫一的机会。1999年的10月11号，机会终于来了。结果好巧不巧，内存被一颗高能带电粒子给砸到了。程序执行出错，引起探测器整机进入安全状态，能关的的仪器都关了，只留下最基本的遥控通讯模块。进入这种安全状态，通常需要过几个礼拜才能恢复。JPL的地面小组火急火燎的查找问题，这时候距离掠过木卫一只有19个小时了，一直折腾到最后还剩下两个小时的时候，毛病被解决。其他仪器好不好无所谓，照相机好使就行。这才有机会拍了几张高清彩色照片。1999年的11月26号，这天正是感恩节，JPL伽利略项目团队正在吃大餐呢，警告灯又亮了，这一次伽利略探测器又一次被高能带电粒子给砸了。程序又一次出错了。但是上次打的补丁这次起作用了，仪器没有全关掉。但是，时间太紧迫，上次还有19个小时的时间，折腾到最后2小时才修好，这次就更惊险了，折腾到预定拍照时间之前3分钟才修好。提前3分钟也不算晚啊，这次拍摄非常成功。伽利略号上的相机捕捉到了一座正在喷发的火山，这家伙产生的熔岩羽流长达32公里，规模足够大而且温度非常高，不但近在咫尺的伽利略号探测器拍到了这个壮观的景象，就连夏威夷莫纳克亚山顶的NASA红外线望远镜也拍到了这个现象。木卫一小啊，引力也小，喷出去的烟尘远比地球上火山喷发高多了。地面上的望远镜都发现了，木卫一“长毛”了。当然啦，这几次探测器上的仪器毕竟没有全开，所以数据是不完整的。所以，JPL的团队安排了下一次拍照的任务，但是当时木星正好位于和地球相距最远的位置上，中间还隔着一个太阳。所以，任务必须在几个小时之中搞定。拍照倒是拍了，但是中间又一次遇上高能带电粒子的辐射，程序又重启了，所以很多数据依然是不完整的。而且这一次磁带机也出毛病了，真是屋漏偏逢连夜雨。由此可见，探测木卫一的麻烦有多大……
首先是撞击产生的强烈闪光，撞击以后1分钟左右，因为木星大气层的反射。地球上也可能看到，木星的边缘被照亮了。撞击5分钟以后，升腾的炽热火球扩散上升到木星大气边缘。我们地球上虽然视线被遮挡，但是依然能看到木星地平线之下冒出头的火球边缘。再过10分钟，随着自转，撞击痕迹出现在了木星的地平线上，隐隐约约能看见。撞击以后20分钟，撞击烟尘的红外信号强度达到了最大值。撞击以后1小时，烟雾羽流的扩散范围达到最大值。这个黑色的伤疤非常明显，尺寸比地球还大。这次撞击是一大串，某些撞击的痕迹范围甚至超过了大红斑的尺寸。当然，仔细观察这些大的暗斑，你会发现，这东西也有类似环形山的圈圈结构。其实这也很容易理解，一滴水掉进池塘，也会出现一圈圈扩散的涟漪。道理都是一样的。我这几天在用模拟软件做希克苏鲁伯陨石坑的撞击过程。其实过程也是差不多的，大地也会瞬间融化，表现出近似液体的特征，也会出现涟漪，最后固化成了双圈环形山。至于木星的卫星会不会被照亮，而出现闪光，这种现象还真的出现了。但是并不是每次撞击都有。有些闪光现象，持续时间达到几分钟。木卫一的颜色都改变了。其实这不是撞击一刹那闪光照亮了周围的卫星。而是爆炸产生的大火球照亮了木卫一。所以不但变亮了，还变色了。持续时间达到几分钟。说白了爆炸火球的色温不对。更加神奇的是，在撞击发生45分钟之后，在木星的北半球出现了极光现象。也就是说，这种规模的撞击，对木星的电离层和磁层都有扰动。这种现象被罗塞塔X射线探测器发现并且记录下来了。不仅仅是可见光波段，X射线波段，也有扰动。7月21号，日本和我国的射电天文台发现了木星在射电波段有爆发……
到了3月25号白天，卡洛琳开始用一种叫做立体显微镜的仪器来观察前期拍摄的照片，把相隔两个小时拍摄的同一个天区拿出来比对。如果两张胶片一模一样，没有任何天体移动过，那么双眼是看不出立体感的。但是，如果有个小天体移动了，就会产生立体感，这个小黑点就漂起来了。你要是眼睛好，观察仔细，就能迅速发现移动的掉黑点。卡洛琳是公认的高手，她截止到2002年，一共发现32颗彗星，500多颗小行星。就这么一直折腾到下午4点钟，她发现一个小黑点漂起来了。也就是发现了一个移动的小天体。一般来讲，要是一个小圆点，估计就是小行星。要是带这个大尾巴，那就彗星，可是这个小天体不一样，虽然有个大尾巴，但是慧头部分似乎是被压扁了。这到底是个啥？卡洛琳马上叫尤金过来看，尤金也觉得这东西很奇怪。他们马上叫了同事列维过来一起看，还是列维眼睛比较好，他发现，这是一个被撕裂的彗星，现在这颗彗星已经变成了一串小颗粒，挤在一起，所以看起来像是个被拍扁的彗星。当时天气不好，帕洛马山上空浓云密布，看来夜里无法观测了。尤金马上打电话给基特峰天文台的吉姆·斯科蒂，麻烦他用基特峰天文台的太空监视望远镜观测一下。太空监视望远镜口径1.8m，主管单位是亚利桑那大学的月球与行星实验室。用这个望远镜来进行观测，显然比尤金他们用的46cm施密特望远镜要强多了。斯科蒂用他的大望远镜，真的找到了这颗破碎的彗星。于是这颗彗星就以发现者的名字来命名，也就是苏梅克-利维9号彗星。尤金和卡洛琳他们两口子共同的姓氏是苏梅克。从编号你也看得出，这是他们和列维合作发现的第9颗彗星了……
这个探测器的总重量大概是2.2吨。轨道器采用了自旋稳定。也就是说探测器本身每分钟转3.5圈，用陀螺效应来保证自己的姿态稳定。但是，这个探测器很特殊，上半身旋转，下半身不转，因为下半身装着相机等等探测器一起，要是跟着一起打转转，那就没办法拍照了。这个探测器装了个CCD摄像机，清晰度比“旅行者”探测器的高20～1000倍，可分辨出木星卫星表面30～50米范围的细节。还装了红外线和紫外线的光谱仪。整个探测器的CPU是个8位的芯片，计算能力跟任天堂的红白机性能差不多。内存也只有16K。但是性能已经够用了。当然，既然是自旋稳定，也就无法安装大面积的太阳能电池板，多新鲜啊，装了那不成电扇啦。只能用同位素电池，所以这个探测器也得用一根细长的杆子把核电池伸得远远的，就是怕微量核辐射干扰到了本机的其他仪器。核电池可以提供480瓦的电力。探测器上有个非常大的伞形天线，就是一张倒开的伞，形成一个反射无线电信号的反射面。折叠起来可以减小尺寸。另外还有一个低增益天线，通信速度很慢，但是方向性不强，不需要特别对准地球。大气探测器是艾姆斯研究中心研发的，这东西是个锥体。里边装的是大气传感器，可以探测木星大气层基本参数，比如气压、温度，成份等等一系列数据。探测器的外壳很厚，主要是为了隔热抗压。整个探测器重量达到339公斤，壳子就有220公斤重。这个东西最终会被扔进木星大气，最后被高温高压给破坏。所有数据会从两个频段，以128bit的速度通过轨道器中转，发送回地球。
1988年的7月7号，福波斯1号从哈萨克斯坦的拜科努尔发射升空，12号福波斯2号发射，这两枚探测器一前一后，直奔火星去了。拉沃契金的工程师们终于可以回家睡个好觉了。地面测控人员是另外一批人，他们还在坚守岗位。16号和21号，这两颗探测器分别进行了轨道修正，完成的很顺利。苏联的测控站分布在克里米亚、远东乌苏里斯克、还有乌兹别克的苏法射电天文台。他们拥有好几个口径70米的射电望远镜天线，无奈苏联地理位置不好，纬度太高，这一点不如美国人的测控网络，不过对于科学探索，大家还是可以通力合作的，美国人也参与了测控活动。苏联的测控人员本来是在克里米亚，后来移交给了莫斯科的测控中心。这两枚探测器在路上也没闲着，它们俩都对太阳辐射进行了研究。首先是在X射线波段、紫外波段和可见光波段对太阳光谱进行研究。获取了太阳色球层和日冕层的三维立体结构。确定了太阳风的粒子成分。还研究了来自宇宙深处的伽马射线暴。这两颗探测器还成功的探测到了太阳的日震……
当然啦。苏联人把火卫一定为目标也是有多种考虑的。火卫一和火卫二都已经被火星的引力潮汐锁定，也就是说基本上只有一个面朝向火星。但是，火卫一并不是老老实实像照镜子一样脸对着火星，而是在不断的摇头晃脑，这种现象叫“天平动”。其实我们的月球也有天平动。其中有几个因素，首先，月球的自转轴和轨道面不垂直。所以，有的时候月球是抬着头面对我们，有时候是低头面对我们，总在上下点头，这叫纬度天平动。另外，月球的自转是匀速的，但是月球的公转不是匀速的，这两个速度差导致月球总在摇头，这叫经度天平动。点头和摇头以不同的周期结合起来，那就是绕八字了。这两种天平动都是视觉效果。但是物理天平动就不一样了，那是月球真的在晃动。只是月球很圆，受力很均匀，这种晃动极其微弱。但是，对火卫一福波斯来讲，这家伙是个歪瓜裂枣，它形状不规则。所以，福波斯几乎拥有太阳系之中最大幅度的天平动。这家伙是真的在摇头晃脑，不是视觉现象。摇头晃脑意味着什么呢？可以利用这一点来测量福波斯的质量分布，你不是想知道福波斯是不是空心的吗？这不就知道了嘛。
就在1990年的2月14号情人节这一天，旅行者1号开始执行这个复杂的拍摄任务。你想啊，虽然旅行者1号的相机没有被关闭，但是，也是很多年不用了，为了这次拍摄，相机启动预热了足足3个小时。拍摄全家福应该是用广角相机，然后用长焦对着每个天体拍摄特写。然后把广角照片拉大，把特写贴到对应的行星位置。既能保证视野的宽广，也能保证行星的清晰度。这两台相机前前后后要拍60多张照片，然后发回地球做拼接。我们现在熟知的那张著名的暗淡的蓝点，就是其中的一张特写照片。现在旅行者1号已经非常遥远，拍摄这些行星需要长时间的曝光才能获得可接受的图像质量。同时，随着距离的增加，通信能力也会减弱，限制了成像系统可以使用的数量亮。拍摄的照片太大，回传速度太慢也不行，需要权衡考虑。在拍完这套全家福之后，旅行者1号的相机就彻底休息了，以后再也用不上了，反正未来的任务也不可能接近任何已知的重要天体了，其他的仪器还要继续长时间工作，所以不论是电力也好，计算能力也好，都要留给其他的仪器了。拍摄完的这些照片数据最初存储在机载磁带里。由于深空探测网络的主要工作被分配给了麦哲伦号和伽利略号任务，只能分出一小部分时间对准旅行者1号，所以只能等到分配给旅行者号项目的时间段，才能开始发送数据。而且距离远，数据传输极慢，在1990年3月至5月期间，旅行者1号将60帧图像传回地球，前后花了两个月时间。发送回的照片都是各个波段的单色图像。要拍摄彩色照片，需要用蓝色、绿色、紫色三张照片来叠加。有人奇怪，怎么不是RGB啊，红色去哪儿了？紫色就是蓝色与红色的叠加，所以紫色减去蓝色，就是红色。这三张照片的曝光时间是0.72秒、0.48秒和0.72秒。《暗淡的蓝点》这张著名的照片，就是这么拼出来的。2020年，也就是全家福拍摄30周年的时候，NASA又发布了用最新技术重新拼接的照片，颜色做了校正，而且噪音也少了很多。这张照片叫做《重访暗淡蓝点》。
1977年，科学家们用柯伊伯机载天文台观测到了天王星遮挡一颗普通恒星的过程。柯伊伯机载天文台就是利用C141运输机改装的一个飞行天文台。本来科学家们是打算用天王星挡住一颗普通恒星的机会来研究天王星大气层。但是最后在记录的观测数据上发现了蹊跷。在天王星遮挡恒星之前，先来了几个脉冲，等到天王星遮挡结束，已经离开以后，又记录到几个脉冲。仔细提看，这两组脉冲还是对称的。这个现象说明什么呢？那就是天王星存在光环。掩星的时候光环也参与了遮挡的过程，才会产生一前一后两组脉冲。只是这个光环太暗弱了，难以观测。你不可能用望远镜直接看见。科学家们从这些微弱的信号里前后找到了天王星的9条光环。这些光环被旅行者2号拍摄到了，而且还有得多。旅行者2号发现了两条新环，天王星的光环增加到了11条。此后，从哈勃望远镜拍摄的照片里又找到了新光环，天王星至少有20条光环。这些光环主要由冰和石块组成，比较窄，跟土星哪个宽大明亮的环形成了鲜明对比。土星的光环之中全是冰颗粒，反光率高。而且时不时冰颗粒就互相磕碰一下，表面的脏东西都掉下去了，所以土星环始终保持高反射率……
旅行者1号别看晚出发，但是速度更快，1977年的12月份就已经到达小行星带。然后呢，就超过了旅行者2号，1号比2号更早到达木星。1978年4月份，旅行者1号就开始执行木星成像任务，其实这时候探测器距离木星还很远。基本上也看不清什么。一直到1979年的1月份，才传回了木星的高清大图，旅行者号的相机可比先驱者号强多了。通过对照片的解读，发现今年的木星比前几年先驱者号拜访的时候更加动荡。说白了就是大气层里的旋涡更多呗。旅行者号还给木星拍了个延时摄影，每隔96秒就拍一张，一共拍了100个小时，基本上是把木星自转给拍了10遍。木星是个流体组成的球，赤道上自转的速度和两极还不太一样。平均下来，10个小时就转一圈。这么大的一个球，又不是一个硬邦邦的刚体，比地球自转还要快一倍多。所以整个木星都被甩扁了，肉眼可见是个椭圆。赤道半径远比极半径要大得多。1979年的10月份，旅行者1号飞进了木星的卫星系统。发现木星也有一个非常稀薄的光环。这光环主要是由尘埃构成的，因此不那么亮。土星环为啥那么亮呢？因为土星环是小冰颗粒组成的，冰颗粒不就雪嘛，那反光度能不高吗？尘埃可没那么亮。因此一直到旅行者1号探测器飞近了，才探测到原来木星还有这么一条非常暗弱的尘环。估计这个环是撞击造成了尘埃飞溅，最后绕着木星散布成了一个圈。到底是谁跟谁撞了，那就不好说了。
我最近的外出讲座实在是有点儿多，这个周末有上图东馆的一场讲座，所以周末固定节目就没有时间准备了。那就只能顺延到下个礼拜。这个礼拜我就只能请假了。当然啦，上海的小伙伴们，有时间可以下午三点半到上图东馆来听我分享阿什老师的新书漫画相对论，欢迎大家来捧场。好啦，就说这么多啦，我们下次再见。清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
海盗1号是在1975年8月20号发射升空的，海盗2号是在9月9号。为了指挥和控制海盗号，美国航宇局除动用了国内6座直径26米的跟踪天线外，还动用了设置在国内外的3座直径64米的超大型天线，有800多人参与了这次行动。经过10个月的长途跋涉，海盗1号在1976年6月19日进入环绕火星的轨道。眼看着就快到美国独立200周年大庆的时间了。但是，地面测控人员发现过去选取的那个着陆地点不太理想。那几条峡谷的交汇处，似乎不太合适。硬要降落下去，万一栽了，那可就不是给美国独立200周年献礼啦，而是添堵嘛。不行，这事儿要慎重，所以，探测器在轨道上又多转了半个月，最终选定了克里斯平原上的另外一块地方。就在1976年的7月20号这天，海盗1号释放了着陆器，一头冲进了火星的大气层，在6.4千米的高度上打开了直径18米的巨型降落伞，抛掉了防热大底，晃晃悠悠的在天上飘了10分钟，然后启动反推火箭，扔掉降落伞，轻柔的落在了克里斯平原上。接下来嘛，加州帕萨迪诺的科学家们就沸腾了。他们为这个巨大的成功尽情地欢呼和拥抱。这些行为日后都会成为常规操作……清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
结合上次我们讲到的内容。金星由于某种原因，导致旋转极其缓慢，所以，内部很难产生磁场，这一点是对金星最不利的因素了。第二个不利因素就是没有板块的运动，这一点也很重要。这两条几乎是就是最致命的因素了。更倒霉的是，金星上火山还特别多。首先是没有磁场，导致太阳风高能粒子可以长驱直入。金星早期的成分和早期的地球也是差不多的，也是有水的。高层大气之中的水蒸气在紫外线照射之下会分解成氢原子和氧原子，氢原子的质量太小了，遇上高能带电粒子砸过来，基本上就跟打保龄球差不多，氢原子会被加速到逃逸速度，脱离金星的引力，逸散到太空里。现在金星大气之中还有极微量的氢，主要是氢元素的同位素氘，金星大气之中的氢氘比要比地球高了150倍。氘原子核因为多带了一个中子，比较重，不太容易被砸跑。因此，久而久之，氢和氘的比例就会越来越悬殊。从这一点也能大致推断出氢元素是从什么时候开始逸散的。氢跑了，氧缺了氢，也无法组成水了。氧气很活泼，很容易就和其他物质组成化合物。火山在不断地爆发，带来了大量的二氧化碳，二氧化硫，还有一部分水，但是水的补充两始终赶不上逸散的量。所以，金星上的水也就越来越少了。缺了水，麻烦就更大了。二氧化碳无法溶解在水里，无法被吸收。所谓的岩石风化吸收二氧化碳，就是硅酸盐变成碳酸盐的过程，这样的话，二氧化碳就被吸收固定成了石头。空气中的二氧化碳就少了，但是这个过程离不开水帮忙，二氧化碳不溶解在水里，形成不了碳酸。其实板块运动也是一个回收碳元素的过程，碳酸盐被板块带到了地下深处。不知道再过多少年，才能有出头之日。就这么年复一年，日复一日的恶性循环，金星上的二氧化碳在大气之中不断的积累直到完全热失控为止。金星也变成了一颗地狱一般的行星……清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
这个探测器是以18度的角度小角度擦进了金星大气层，降落伞在65公里的高度展开，探测器的保护罩也被扔掉了，下一步就要展开浮空气球了。先抛出一个小降落伞，用这个小降落伞把气球拉出来，在54公里的高空开始充气。然后充气装置和小降落伞就被扔掉了。等到了50公里的高度上，着陆器和气球也分离了。着陆器还有自己的工作要去做，气球展开以后，通过扔掉配重来调节升降，最后稳定在了50公里的高空，这里气温32摄氏度，压力大概是半个地球大气压。气球可以在空中飘荡几十个小时。这也是人类的一个创举，人类第一次在另外一颗行星上上释放了航空器。当然啦，这也是金星特有的条件，在火星上气球是绝对飞不起来的。这两个气球，一个测出来风速的69米/秒，一个测出来是66米/秒，无论是哪个数字，都比地球上的17级大风还要大。高层大气的湍流也远比预计的要严重多了……清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
我们地球自转一圈只要一天，水星却需要59天，而且自转周期和公转周期相差不大，因此水星上的日出日落可不是自转一圈的时间，而是足足88个地球日。而且水星的轨道偏心率也很大，这种特性也就造成了非常极端的现象。比如你就站在卡路里盆地之中，太阳刚从盆地边上爬上来的时候，看上去不算大。尽管如此，也比地球上看大两倍多了。然后呢，太阳就会逐渐的变大，运行逐渐变慢，中午时分，太阳就停留在了卡路里盆地的正上方，几乎停住不动了。运行速度极慢，这时候的太阳几乎有脸盆那么大，卡路里盆地的温度越来越高，甚至可以达到420度以上。岩石缝隙里甚至会冒出极少量含有钾和钠的气体。然后呢，太阳逐渐越来越斜，也越来越小，最后逐渐落山了，卡路里盆地突然陷入一片黑暗。水星上没有大气层，也就不存在什么晚霞余晖，要黑就是突然变黑的。从日出到日落，足足88个地球日。水星的自转轴差不多垂直于自己的轨道面，因此水星几乎没有什么四季交替，阳光直射点几乎不会南北移动，总是停在赤道附近。卡路里盆地因为恰好总是在阳光直射点上，也因此变成了一个极端暴热的地方，大家知道为啥叫卡路里盆地了吧，卡路里不就是热量的意思嘛。清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
好在苏联的质子号火箭还是给力的。60年代刚研制出来的时候经历了一大串失败，但是进入70年代以后，产品质量稳定了下来，基本没再掉链子。火星4号和5号是1973年7月21和25号发射的。到了下个月的8月5号和9号发射了火星6号和7号，这4次发射比较成功。但是，苏联人高兴了没几天，火星6号就出bug了，火星6号无线电信号不正常。苏联人真是不抛弃不放弃，还是不断通过设立在克里米亚半岛叶夫帕托里亚的NIP-16地面无线电工程综合体给火星6号发出各种遥测指令，希望火星6号能有消息回复。但是，火星6号传输回来的微弱信号并不包含现在探测器的状态。只能表示现在还有一口气。未来的所有操作都无法得到正确的反馈了。这还不算是最糟糕的，屋漏偏逢连夜雨，火星4号和火星7号也出毛病了。问题还是出在电子原件上，所以，火星4号需要刹车的时候反推火箭没开机。结果就导致火星4号没办法减速，无法进入环绕轨道，只能飞掠而过。尽管如此，火星4号还是拍了若干张火星表面的照片，分辨率还不错，每像素相当于100米见方。而且还用紫外线传感器获取了火星大气的数据。火星7号呢，本来是个登录器，本体不减速，会飞掠而过。但是着陆器是要减速的，结果呢，这个着陆器提前被释放了，位置不对，角度不对，速度也不对。结果导致这个着陆器也是飞掠而过，根本没落到火星上。这两个家伙最后都变成了绕着太阳飞行的人造行星。谁叫他们用了不合格的电子原件呢？清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
当距离擦过土星还有2小时的路程，照相机开机了。1979年9月2号凌晨0:36分，先驱者11号以每小时11.2万公里的速度疾驰而过，这个过程发生在土星背后，地球上是收不到信号的，所以穿过土星环的具体时间实际上来自于推测。到下半夜的3点中，戈德斯通测控站收到了先驱者回传的信号。现在可以宣布，先驱者11号穿过了土星环。现在正贴着土星环盘子的下表面往前飞呢。从微流星体探测器接收到的数据，土星环其实根本不是由一大堆大冰块组成的。雷达数据不靠谱儿啊。误导了大家。土星环里1米大的冰块不能说没有，但是不是主流，平常根本撞不上。土星环的组成成份大部分还都是很小的冰晶颗粒。所以，先驱者11号擦着边穿过光环，基本没什么损失，穿过光环是安全的。这时候，先驱者发送的照片也逐渐传回来了。从照片上看，土星环一点都不亮，而是发黑的。因为探测器这时候在土星环背面。背面照不到太阳，当然是黑的。B环可以说几乎是不透光的，可见密度相对来讲还是比较大的。从发送回来的影像上，科学家们发现了一道极细的光环，只有大约几百公里宽。这道非常不明显的环在A环的外侧。大家谁也没想到这里还有一道独立的环呢。所以这道环被称为F环。F环和A环之间的缝隙被称为洛希缝。这个洛希就是那个提出洛希极限的洛希。用他的名字来命的确是非常合适的。因为土星环之所以出现，就是因为在这里形成不了大的天体，都被土星的引力扯碎了。明亮的A环之内是不可能有大型天体的，洛希缝差不多就是边界了……清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
到了1973年的4月份，先驱者11号发射了。这颗探测器基本上和先驱者10号是一样的。但是轨道有所不同。首先是上一次先驱者10号在靠近木星的时候遇到了强烈的辐射，弄得所有仪器设备都过载了。甚至和地球逝去了联系。弄得艾姆斯研究中心和承包商TRW公司的工程师们心惊肉跳的，当然先驱者10号比较幸运，最后这些仪器都恢复读数了，和地球的联系也恢复的。但是依然损坏了一个光电倍增管，这东西太敏感，容易烧。现在看来，木星的辐射带在赤道附近非常强烈，当然，木星本身是一颗流体组成的球，没有固定表面，你也不知道厚厚的云层下面那些气体液体是怎么流动的。这些因素都得对周围的辐射带有影响。先驱者10号恰好是因为辐射带的波动，才躲过了一劫。那么先驱者11号是不是还要重蹈覆辙？有没有办法不去辐射强烈的赤道附近，咱去两极不行吗？木星的两极，从地球上几乎是看不见的，角度不对。科学家们总是对未知领域充满好奇心。这会咱们能不能见识见识？清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
1972年的3月3号，先驱者10号发射升空。这一次用的还是擎天神火箭+半人马座上面级。但是为了增加推力，在半人马座上面级上边又装了一个Star-37E固体火箭。用这个家伙完成先驱者10号的最后加速，就靠这东西临门一脚，足以把探测器送出太阳系。火箭发射很成功，探测器被加速到14.4公里每秒远远超过了第二宇宙速度。11个小时之后，先驱者10号就已经路过了月球，由此可见这家伙飞得有多快。为了稳定自身的姿态，先驱者10号以每秒转一圈的速度快速旋转。等到三根拉杆伸出来了，转速也就降低到了一分钟4.8圈。这个过程符合角动量守恒。反正先驱者10号使用核电池，不需要太阳能电池，因此也就没有对准太阳的必要。只要轴线上的那口大锅能对准地球就行了，可以采用自旋稳定。先驱者10号需要的总能量是100瓦左右。出发的时候，电池的功率是155瓦。根据计算，等飞到木星的时候，功率会衰减到140瓦，依然是富富有余的。30年后，大概会衰减到80%，但是用来把热能转化成电能的热电偶老化更快，估计只能提供60%的电力了，到那时候，仪器只能选择性的开启，无法同时开启了。不过呢，这已经远远超出了NASA当时的计划。NASA觉得能坚持两年就够用，当然时间长了更好。但是没想到坚持了那么久……清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
相比之下，水手9号入轨精确度很高。所以在熬过这场沙尘暴之后，应该有不少的科学发现。就这么干等了两个多月，到11月底，沙尘暴已经开始减弱，完全平息则要到1972年的1月份了。从水手9号发送回到照片上，大家看到有4个火山口非常明显，这些火山口非常高大，以至于高度远在沙尘暴之上。其中3座稍小一点的一字排开，间距均匀，后来这几座山被称为塔尔西斯山群，所在的这片高地被称为塔尔西斯高原。这三座山包连成一条直线，在这条线的垂直平分线上有一座特别高大显眼的火山，后来被称为奥林匹斯火山。这个火山长期以来都是整个太阳系最高大的山峰。等到沙尘暴完全消退，科学家们终于看到了火星的真面目。原来火星地形非常复杂，不仅仅有大量的火山口，还有古老的河床，壮丽的大峡谷和巨大的撞击坑。水手9号发现了20座高大的火山，基本上都比地球上的火山要大。火星上有冰晶云，有沙尘暴，有雾，有雪，还有风。这是一个相当复杂的星球，在整个太阳系，环境算仅次于地球的存在了。于是，一个老生常谈的问题又一次被问出来了，火星上有生命吗？我们的水手9号拍摄了7329张照片，覆盖了火星表面80%的面积，可以算是提供了第一手的资料。苏联的火星3号只拍了60张照片，数量上就完全没办法比了。苏联在火星探测上屡屡吃瘪，所以，有关火星的大部分知识，都是美国人提供的……清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
月球上太阳出来了，那么月球车就可以开始到处溜达，月球上的黑夜，月球车就必须趴窝休息了。只要是月球车在行走，地面上就必须随时有两个人来操控这个月球车。一个负责开车，一个负责对着天线。正因为地球和月亮之间的距离太远，无线电通信有延迟，所以他们不可能像打游戏那样那么爽。他们每走一步都是小心翼翼的，必须谋划很久。天线稍微一歪就丢信号。这可不得慎重嘛。这事儿实际上是个体力活。一点都不轻松。月球上一个白天，相当于地球上半个月。为了不浪费宝贵的阳光，地面操控人员必须三班倒的监控月球车的行动。本来拉沃契金设计局预计这家伙能在月球上工作3个月，实际上工作了10个多月。算是远远超额完成任务了。月球车1号走的最远的一天是走了2公里。而且还经历了一次日食，地球恰好挡住了太阳，月球表面的温度从130度在三个小时之内就降到了-100度。好在月球车1号自己带了放射性热源，所以这家伙不会被冻死……清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
水手7号比水手6号晚一点到达火星。水手6号等于起到了打前站的作用。大家在画面上看到火星的南极极冠特别亮，因此临时改变了计划，让水手7号从火星的南极上空飞过去，就是为了好好拍摄一下火星的极地冰层。火星的南北极也有极冠，北极的极冠在夏天会消失，南极的也会缩小，但是并不会消失。你可能会觉得，火星的极冠就像地球上的南极大陆那样，到处都是洁白一片。科学家们最开始看到的火星南极照片也是这样。但是对数据进行处理以后压低亮度，加大对比度，大家发现，火星南极的冰层并不是纯白的。里面也有层层叠叠的复杂结构。而且也有深浅高低。当时科学家们判定，极冠很薄，干冰积雪只有几公分厚。下边可能会有很厚的水冰，但是照片上看不出来。还得分析红外线数据才能知道。因为干冰和水冰的反射光谱还是不一样的。有关火星上的冰层，我们先要建立一个观念，那就是火星上的气温比地球上低多了。夜里地面气温大致是在零下73度~125度之间。零下100度那是家常便饭。赤道附近气温最高的时候，也就是零上20度，绝大多数地区达不到这个气温。长年以来，火星的环境就是如此。所以，在南北极地区，即便是有水冰，这些冰也从来就没融化过。根据后来大量探测器发回的数据，这些水冰往往含有不少的尘埃，所以颜色也不像地球上冰山，白得耀眼，白得晶莹剔透。而是脏兮兮的，一点也不好看。当然，深层的冰就没什么尘埃，越靠近地表，冰就越脏……清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
宇宙神半人马座火箭表现良好。顺利的把探测器送进了登月轨道。探测器和火箭分离以后也很顺利。第一步对准太阳，第二步找到老人星，就可以保证自己的姿态是稳定的。半途中还修正了一次轨道，优化了登月的条件。就在完成了中途轨道修正之后，对面的工程师发现探测器不对劲，因为氦气储罐的压力在不断降低。这说明氦气在不断的泄漏。这些氦气是用来干什么的呢？是用来把燃料压进火箭发动机燃烧室用的。假如氦气全都漏光了，那么火箭发动机就无法工作了。如果这些氦气被泄露到了太空里，也就是说喷出去了那么探测器的姿态肯定会发生改变，他们目前没有发现这种情况，这说明什么呢？说明这些氦气并没有漏到探测器之外，而是漏进了燃料箱，也就是说燃料箱里面的压力变得越来越高。但是燃料箱有个自动放气的阀门，如果压力高到一定程度就会放气，这就会导致氦气真的泄漏到太空里。那现在怎么办呢？工程师们确定导致泄露的原因是因为调节阀故障。要想让这些调节阀正常工作，就必须开启游机烧一会儿。这一下就把后面所有的流程全部打断了。因为这些姿态调整发动机一开机，轨道也不对了，探测器姿态也不对了，反正什么都乱了。那也没办法啊，现在只能死马当活马医了。那也没办法，先开10秒钟再说，发现不灵，氦气依然还在往燃料罐里漏。再开23秒，发现还是不行……清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
金星4号在距离金星表面4.5万公里的地方释放了着陆器。着陆器以每秒10.7公里的速度闯进了金星大气层。我们要知道，探测内太阳系的金星或者是水星，遇到的最大麻烦就是刹车困难。因为这个过程相当于探测器从高轨道掉到了低轨道。势能肯定是要转化成动能的。以当时的水平，如果靠火箭反推，根本就不够用。所以金星4号就不能像月球探测器那样先刹车进入环绕轨道，然后再做一步行动。只能一头撞进去再说。所以，金星4号探测器释放的着陆器几乎是垂直砸向金星表面，金星的大气又非常浓密，所以球形表面的烧蚀材料马上就开始燃烧蒸发降温。着陆器外部的最高温度曾经一度达到了1.1万度。如果不靠烧蚀材料降温，连几分钟也坚持不了。金星4号探测器的本体完全没有防高温的设计，很快就在金星大气层里烧光了。只剩下着陆器继续往前冲。着陆器经历的冲击过载也很大，张开降落伞的一瞬间过载达到了夸张的350G。降落伞展开以后，速度就骤降到了300米/秒，这个速度和初始速度10.7公里/秒是天差地别。这个过载是什么概念？你从10米高的跳台跳进水里，这个冲击过载大约是5G。飞行员弹射跳伞，过载大概是15~16G。着陆器一开始开启的那个小降落伞只能做初步减速，300米/秒的速度也已经接近地球表面的音速了。探测器上的大气压力传感器一直在探测金星大气的环境。当压力达到0.6倍大气压的时候，小降落伞拽出主降落伞，开始进一步减速。然后呢，着陆器开始和地球进行通讯，开始传回金星大气的数据。地面的科学家们看大数据的时候非常的出乎意料，因为他们发现，金星大气的氮气非常少。二氧化碳才是主要成分，这一点和地球大气很不一样。此前科学家们知道金星上肯定没有氧气，二氧化碳的含量非常高，但是没想到氮气如此之少，和惰性气体加在一起也只占了2.5%，90%是二氧化碳，剩下的份额主要是水蒸气……清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
转过年来到1967年，美国人发射月球轨道器3号。紧接着发射了勘测者3号着陆在月球上的风暴洋，这个探测器跟前几个稍微有点区别，那就是这东西带了一个挖土的铲子。铲子头有点像挖掘机，但是后边驱动的是一个平行四边形结构。大家见没见过那种孩子的玩具，一扣扳机，就伸出一个拳头往前打。伸缩是由一大堆平行四边形结构驱动的。勘测者3号上带的那个铲子就靠这个东西伸出去。在摄像头的监视之下，用这个铲子在地上挖了4道槽，每一道槽的深度都有180mm，月壤很输松，挖开并不费费劲。电视摄像头时时刻刻盯着呢，看看月球表层土壤下边是什么样子。这些影像最终传回了地球。当然啦，仅仅挖沟是不够的。美国人从地面遥控这个月球表面取样器共执行了7次载重测试、啥叫载重测试、就是挖两勺土掂量掂量。还有4次挖沟测试和13次的撞击测试。挖沟大家好理解，撞击测试怎么搞呢？那还不好办啊，抡起铲子拍一拍不就是撞击测试嘛。前后一共10次操作，花了18小时22分钟。在38万公里之外进行遥控操作。那是比在蓝翔开挖掘机麻烦多了，信号延迟你就受不了。由此看来，美苏两家风格的的确确是不一样。一个玩儿子弹，一个玩儿挖掘机。按照美国人的想法，他们希望勘测者3号能挺过寒冷的月球之夜，结果他们傻等了14天，勘测者3号再也没醒过来。这个任务也就结束了。后来，阿波罗12号的降落地点就在风暴洋里的知海，走两步就能来到勘测者3号的跟前。宇航员还特地从勘测者3号上边取走了几个机械零件，就是为了研究一下金属长期暴露在月球环境之下引起的变化……清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
月球轨道器是个很短的椎体，高度只有1.65米，底座宽度1.5米，底座上可以展开4片太阳能电池板。斜侧面深出两根长杆子，一头是通信用的大锅，另一端是全向天线。发动机就在锥体的顶端，这种探测器用得上马夸特公司的440牛顿发动机。这个发动机和后来阿波罗飞船上用的姿态调整发动机是一样的。周围有4个小喷嘴，用来精确调整姿态。月球轨道器1号是1966年8月10号发射的。发射很顺利，进入到地月转移轨道的时候出了点小问题，天文导航仪器找不到老人星，无法定位。老人星是全天第二亮的恒星，仅次于天狼星，是非常好的定位目标。北半球高纬度地区是看不见老人星的，我国也只有在低纬度地区再能看见，这个老人星就是传说中的南极仙翁。月球轨道器1号上的可能是因为过热导致寻星器失灵。地面发出指令，让探测器稍微转了一下身，避开阳光直射，这个问题就解决了。探测器飞行了92个小时之后，开始开发动机减速，这样一来探测器就被月球的引力捕获，顺利进入到了环月轨道。近月点186公里，远月点1867公里。这个轨道是个长椭圆轨道，偏心率很大。我们大致要知道一个规律，一颗天体如果是高速路过，然后被一颗大天体捕获，成为一颗卫星，轨道一般来讲，都会是这种偏心很严重的长椭圆。从这一点，我们就很容易判断哪一颗卫星上被捕获的。长椭圆轨道要想变成圆轨道，必定是需要外部帮助的，要么是大气阻力，要么就是潮汐引力。要么就是其他天体的干扰。对于月球轨道器1号来讲，可以开发动机来调整轨道。经过几次调整，到了8月21号，探测器的近地点高度就降到了40公里，几乎就是贴着月球表面飞过去。只有这样才能拍摄到清晰度最高的月面图……清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
探测器发射以后，先掉了一个头，反推发动机的尾喷口朝前。距离月球8300公里的距离上，探测器开始调整姿态，尽量让自己垂直于月球表面，在距离月球表面75公里的距离上，月球9号抛弃了用不着的设备，反推发动机开始开火减速。这个过程全靠天文定位来纠正探测器的姿态。正因为采取了垂直撞上月球的着陆策略，降落的位置只能局限在月球赤道附近了。如果降落在高纬度地区，探测器飞行的方向很难做到和当地月球表面垂直。另外，为了通讯便利，着陆点也必须在月球的正面，于是就选择落在赤道附近的风暴洋地区。反推发动机在距离月球表面250米的高度上关机。主反推发动机关机，那几个姿态调整发动机继续开机，当5米长的两根探针撞到月球表面的一刻。充气的探测器圆球被弹射了出去，同时，所有发动机全都关机了。这个充气的球囊在月亮上蹦跶了好久，最后才停下来不动了。4分钟以后，探测器保护壳打开，连球囊带外壳，一起被抛弃。里面还是一个闪闪发光的金属球。半个金属球打开，变成三片花瓣。这个打开的过程，自然而然就把整个探测器的姿势正过来了。球中心伸出一个摄像机，顶上有个反光镜。可以旋转，其实就跟现在新能源车上的那个激光扫描长得差不多。因此这个摄影机可以拍摄周围360度的照片。这个球伸出4根天线，开始根地面保持联系。这时候，月球9号探测器已经可以拍照了。但是，当时月球上的光照不太好。当时恰好碰上月球上的黎明，太阳刚从地平线上爬上来。现在拍摄太暗了，要等一会儿，太阳爬升到地平线以上7度，才能开始拍照……清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
就在水手4号飞掠火星而过，传回照片的4天之后，也就是1965年的7月18号。苏联也发射了一颗火星探测器，这个探测器后来被命名为“探测器3号”。这颗探测器在发射33个小时以后就飞掠了月球。这颗探测器对着月球的背面拍摄了25张可见光照片和3张紫外线照片，每张照片1100线，分辨率还算是不错啦。而且覆盖范围也很大，除了月球的南北极不太好拍，其他90%以上的月球背面都被拍下来了。从探测器3号获得的照片判断，月球的正反两面很不一致。正面的月海很多，比较平坦，背后却坑坑洼洼的，难得有一小片平地。而且即便是大型陨石坑底部，也看不到多少岩浆平原。探测器3号是第一颗采用天文定位的航天器。它采用了恒星定位，通过观察特定的几颗恒星来确定自己的位置。你可能奇怪，飞到月亮还需要使用恒星定位吗？你别说，这还真的需要。因为这颗探测器在飞越了月亮之后，继续往深空飞行，最后一直穿越了火星轨道，但是并没有遇上火星。在这一路之上，探测器在不断的传输拍摄的月球照片，就是为了验证超远距离的数据传输。这颗探测器前后工作了228天后彻底没了信号，算是完成了既定任务。后来美国人分析，这颗探测器原本是个深空探测器，是专门探测火星的，但是不知道什么原因，改成探测月球了，是为苏联在月球软着陆做准备，还是因为错过了窗口期而不得不切换了探测目标，这就不得而知了……清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
既然计划定下来了，那么就要马上开始动手了。争取在1964年的11月初发射水手3号探测器。水手3号和4号几乎一模一样。水手2号用了徘徊者的平台。但是水手3号和4号就属于另起炉灶了，太阳能电池板增加到了4块，而且还明显大了不少。主体是个8边型的盒子。顶上立着一根桅杆，桅杆上又低频通信天线和磁强计。探测器本身是存在磁场的，为了避免本身磁场的干扰，磁强计装在桅杆中段。桅杆前面是一个抛物面天线，盒子屁股底下是摄像机，盒子侧面是太阳能电池板。这一次发射用的火箭是宇宙神-阿金纳D，不是以前用的阿金纳B，性能比过去强。但是水手3号探测器的燃料依然不够，无法完成进入环绕火星的轨道，只能飞掠而过。既然是飞掠而过，最重要的是抓紧拍照，能拍几张是几张。拍摄的照片还要传回来，火星的距离比金星还要远，所以这一次对超长星际通信也是一次考验。水手3号上还搭载了探测太阳风和粒子的探测器，就是为了探测一下火星周围有没有范艾伦辐射带。盖革计数器也必备的仪器，同时探测器上还带着宇宙射线的探测器。宇宙射线在星际之间到处溜达，你也不知道这些带电粒子游荡了多长时间了，总之是很长啦，因此宇宙射线里面的带电粒子都是非常稳定的粒子，要么就是质子，要么就是某种原子核，或者是高能电子。这个仪器主要就是探测质子和原子核。探测器的内部还带了一个磁带机，用来记录数据。因为距离太远，数据传输太慢了，所以，路过火星拍摄的那些照片，只能先存下来，然后慢慢的的传回来。因为这个探测器是飞掠而过，最后还是会变成绕着太阳公转的人造行星。这家伙还要在轨道上继续工作好长时间呢……清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
1964年7月份的这次发射，工程师们还是提心吊胆的。尽管宇宙神火箭的助推器依然还是排放了一部分燃料，形成了一小片云雾。但是这一次摄像头系统没有提前开机。算是经受住了考验。发射过程非常的顺利，7月29号，在地面的引导之下，探测器实现了轨道微调，这一次撞击的目标是风暴洋。这一次，摄像头设定的开机时间相对比较早。太平洋夏令时上午6点09分，第一张图像到达地球，马上就被传回了位于加州帕萨迪诺的喷气推进实验室。此后，一张张图片陆续传回来，摄像头忠实的记录下了探测器撞击前的画面。6:25，探测器装上了月球，一切信号都停止了。JPL的工程师们高兴坏了，整个实验室里几乎都开始了狂欢。真的太不容易了，喷气推进实验室终于打了一个翻身仗。你就听吧，当时JPL实验室里到处都传出开香槟的声音，这帮人实在是憋屈太久了，今天终于可以释放一下。因为航天活动不可控的因素太多了，因此也形成了不少禁忌和习惯。这次徘徊者7号任务，恰好有人在控制室吃花生，前几次没人吃花生就失败了，这次有人吃花生，就成功了，看来花生能带来好运啊，从此以后NASA的控制室里总会搞一个盛大的开大桶花生的仪式，这个传统就是从徘徊者7号开始的。清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
NASA的徘徊者计划在探月旅程中屡遭挫折，从徘徊者3号的轨道偏差到4号的主机板死机，再到水手1号的发射失利，每一次挫折都凸显了太空探索的复杂性。然而，每一次失败都为人类对月球的认知积累了宝贵经验。一起来回顾徘徊者计划的艰难起步，以及它在太空竞赛中的重要地位吧
美国人算计的是挺好的呀，但是真的发射以后，完全不是按照事先的剧本来的。首先是发射被推迟了4天，宇宙神火箭助推器出故障了，需要修理。发射以后也不顺利，阿金纳B上面级进入围绕地球运转的临时泊车轨道，因为控制系统错误，这个泊车轨道比预计的要高。阿金纳B第二次启动，这次倒是成功了，但是火箭太着急了，速度快了点，按照这个速度，探测器会提前14小时到达月球的轨道线。是啊，探测器到了，月球还没来，你着啥急呢？按照这个状态，探测器会从32000公里之外掠过月球。徘徊者3号的轨道修正引擎太小，这么大的误差根本无法修正。看来着陆月球的任务已经无法完成了。那么，退而求其次，能不能尽量近距离掠过，多拍几张照片呢？事不宜迟，NASA的控制人员开始输入修正轨道的指令。结果呢，指令错误，越修越远了，飞掠的点距离月球会达到36785公里。还不如不修正呢。远点就远点吧，在距离月球5万公里，地面控制人员调整探测器姿态，对准月球，开始准备拍照。这一转身不要紧啊，天线歪了，没对准地球，徘徊者3号倒是开始拍照了，但是电波对歪了，地面除了一堆噪音，啥也没收到，你瞧这事儿闹的。天线歪了，这也就意味着地面的指令，探测器也收不到了，只能听天由命。这个探测器进入了环绕太阳运行的轨道，周期406天。这个探测器传输回来的唯一有用的数据是30小时的伽马辐射仪的背景数据。清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
8月17号星期六，我和汪老师在天荒坪带着一大群大朋友小朋友搞了一次线下的活动。没办法，暑期的活动太多，一个接着一个，我是连轴转，压根就停不下来。这一次我做了一个讲座，专门讲了一下现在世界上的巨型天文望远镜。我觉得这个内容可以作为探测器列传的一个番外篇吧。我很早就想讲一下这些大望远镜。但是内容并不多。干脆就附加在探测器系列里面讲掉算了。晚上呢，我们还要观星。所以周末的固定节目也没时间做了。我现在就把讲座的音频整理出来，算作是一期内容，大家可以先听着。这些内容，我以后还是要再提的。讲太空望远镜的时候肯定还要再涉及。好，那我们就开始吧。清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
不好意思，今天还得请假，因为这一次又到了我带着天眼营小伙伴们在云南和贵州参观考察。行程还是很紧张的。周末的固定节目只能顺延到下期了。我们已经参观了抚仙湖畔的云南天文台抚仙湖太阳观测站。可惜老天爷不给面子，当时天上云比较多，我们也无法亲眼看一看太阳的色球层，不过呢，我们还是参观了观测站的两台太阳望远镜，也从这两台望远镜先前捕捉的数据看到了太阳复杂而又多变的表面。说实话，今天算太阳活动的大年，黑子非常多，太阳活动非常频繁。大家都从计算机画面上看到了黑子和日珥。人家这两台望远镜一天的观测数据就达到了3TB，我看他们办公桌上摆着一大堆的硬盘。当然啦，我还给大家介绍了有关太阳观测的相关知识，还专门介绍了太阳望远镜。这些内容，我们以后在讲到一系列的太阳探测器的时候再专门讲。晚上，我们在抚仙湖边的天文小镇观星，很多孩子第一次看到灿烂的星空。银河肉眼可见，我拿手机曝光3秒就已经能拍到银河的影子了。这一天我们就在围着抚仙湖转悠，湖很深，也很美。景色真的很漂亮。按照预定行程，抚仙湖旁边的澄江动物群博物馆，我们是必然要去的。我又带着小伙伴们去看奇虾和怪诞虫了。当然，澄江动物群的种类极其丰富，我们也只能大致浏览了一遍。对了，我们下午还冒着雨去挖了三叶虫化石。长听我节目的小伙伴们应该知道上次我没挖到啥有价值的东西。唯一的痕迹化石，手一抖还掉了。这次比上次强，我挖到了两块三叶虫的甲壳碎片，这东西其实是三叶虫被奇虾给吃了，最后吐出来的甲壳碎片，变成了化石。说白了，这只三叶虫没得好死，最后没能留个全尸。要真的找个品相完整的寒武纪的三叶虫，实在有点费劲。这片地方都是脆弱的泥岩，石头一不小心就碎了，手都能捏碎。估计你们听到这期请假条的时候，我们已经在去贵州兴义的路上，我们要去参观贵州龙的挖掘原址，上次别人送我一个贵州龙的后半截屁股。但愿这次比上次的收获大。好，就说这么多吧。我们下个礼拜再见。清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
柯伊伯一直都在芝加哥大学任教，他研究的太阳系内天体是冷门，他是少不得要坐冷板凳的，但是架不住人家乐意啊。他硬是坚持下来了。当时对月球的观测也是冷门，很多人认为，想当年，柯伊伯在麦克唐纳天文台天天抱着82英寸的大望远镜看月亮是一种严重的资源浪费，你天天看这劳什子干甚啊？这台82英寸的大望远镜可是世界第三大望远镜哦，你天天看这个月球，简直是暴殄天物。但是柯伊伯不这么想，因为月球上隐含着太多的秘密还没解开呢。月球上的环形山到底是怎么来的？是火山爆发啊，还是陨石撞击啊？在当时还没有定论。要知道，地球上可以经历了沧海桑田的变化，可是月球没有这些变化。月球表面每一处微小的细节，每一处坑坑洼洼，都是46亿年的时间里逐渐的积攒下来的，这些坑本身就和太阳系的演化历史密不可分。你难道不想知道我们的太阳系是如何起源的吗？清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
一直到2022年6月，官方才正式官宣，我国第三艘航空母舰被命名为福建舰，舷号18，排水量8万余吨。采用电磁弹射器。江南造船厂举行了盛大的航母下水典礼。大家通过船和现场海军官兵的对比，才能明白这艘船有多大。福建也是一个和我国近代海军发展紧密相关的地方，这里曾经爆发过马江海战，马尾船政学堂也是我国第一批海军人才诞生的地方，以福建来命名，也是顺理成章的事儿了。说实话，我听到这个消息的时候真的还有一点不适应。尽管此前的消息已经很多。有很多事，大家也都猜了个八九不离十。但是我依然有一点做梦的感觉。这一步迈的好大，这个世界上又多了一艘超级航母，而且这条船还不是美国的。这艘船也是整个东亚制造过的最大的一艘军舰了。再此之前，东亚最大军舰的宝座一直属于二战时期的大和级战列舰。大和号与武藏号的排水量达到7.28万吨。比信浓号航母稍微大了一点点。山东舰的满载排水量，我查到的数据是7万吨，这个数字太整了，应该是估计数，不是精确的排水量，按这个数据是比大和号要轻了那么一点点。小鹰号航母排水量大概是8.3万吨。现在我们的福建舰排水量也是8万余吨，到底余多少呢？到了今年，福建舰已经正式开始海试了，这时候央视给出了一个确定的说法，福建舰是目前已知吨位最大的常规动力航空母舰，也就是说，超过美国的小鹰级常规动力航母已经是确定无疑了。根据目前看到的情况，福建舰应该具有8.5万吨以上的排水量，甲板面积接近尼米兹级。因为使用了综合射频系统，所以舰岛显得特别的简洁。整艘船显得比美国航母还要干净。当然，目前所有的高清大图都是舰载机着舰试验之前拍的，所以甲板上也没有黑色的轮胎印，这就使得这艘船显得更加漂亮，真是里里外外一茬新……清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
库兹涅佐夫号就这样，勉勉强强到东地中海秀了一把存在感，然后就一路黑烟，回家去了。回家以后就趴窝进了船厂大修，从此就再也没能从船厂出来。2018年，本来库兹涅佐夫号都已经快要完成大修了，没想到PD50浮船坞突然发生故障，往一边歪了，结果呢，船坞上树立的起重机倒塌下来，砸到了库兹涅佐夫的甲板上，硬生生把甲板砸出一个直径5米的大洞，造成了1人失踪4人受伤的事故。这对于库兹涅佐夫号来讲，那可是伤筋动骨的。我也纳闷，修理航母，你倒是找个标准的大型干船坞啊，你怎么用浮船坞呢？后来一想，苏联没有大型干船坞，库兹涅佐夫号本身就是在黑海造船厂的船台上修建的。船台可以造船，但是没办法修船。军舰的大修，全靠太平洋舰队的PD41和北方舰队的PD50这两座大型浮船坞。当年，这两座浮船坞也是世界上最大的浮船坞了。当然啦，现在俄罗斯使用的PD100浮船坞是我国建造的。最大承载能力达到了10万吨。如今要比造船，谁还比得过我们啦。那么，这个PD50怎么就突然一歪，船就沉了呢？这到底是怎么回事？后来发现是因为出现了断电事故，有人把浮船坞的电给停了，再追查下去，发现是船厂欠电费，让人家给拉了闸。你瞧这事儿闹的。事已至此啊，难道要放弃治疗，这艘船就此报废？不行啊，这是俄国的门面，怎么能放弃治疗呢？再说了，尽管损失惨重，这艘船的基础部分还能再扛25年，也不至于就卖废铁啊。但是，俄罗斯最大的浮船坞已经废了，这艘船怎么办，上哪儿去维修啊？你总得找个地方吧……清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
一直拖到了1999年，新航母才算是正式开始立项。后来，印度买了俄国的戈尔什科夫号，俄国人的涅瓦设计局也掺和进来了。这个时候印度人大约摸清楚了，自己应该是走滑跃起飞，阻拦着陆这个路子。既然现在买了俄国人的米格29K，那么自己的国产航母应该与戈尔什科夫号，大小差不多，排水量应该就在4万吨左右。到2002年左右，印度人才确定了最终需求。当然了，鸡蛋不能放在一个篮子里，印度这艘航空母舰主打，还是一个国际化团队，主设计还是意大利团队，辅助设计是法国人。有关滑跃甲板的设计，俄国的涅瓦设计局最熟，所以涅瓦设计局也掺和了一脚。一开始，印度人把这艘船命名为“蓝天卫士”，我听着这个名字怎么都不像是船的名字，到像是飞机的名字。后来，印度人让这艘船继承了维克兰特号的名字和编号，成为第二艘维克兰特号航空母舰，也算是一种海军的传承。维克兰特号在印度人看来也算是功勋战舰了，当年第三次印巴战争，就是这艘船封锁了孟加拉湾，肢解了东巴基斯坦，为印度称霸印度洋是立下了汗马功劳。印度人为啥不惜一切代价，坚持要搞航母，不管是自己造，还是从别人那里买，那是因为他们真的尝到过航母的甜头。这条航母全舰总长度是262米，宽度62米，高度59米。上上下下有14层甲板，里里外外2300个房间，可以容纳1720名船员。每一艘航空母舰都是一座漂浮在海上的小城市，印度航空母舰虽然小一点，但也是五脏俱全。干什么厨房啦、医院啦、娱乐设施啦、健身中心啦……这些也都是一应俱全，还专门为女军官准备了舱室。这事儿不能马虎，要严格管理，要不然船上多出几口人，那可不是闹着玩儿的。清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
2023年8月，美国国会研究服务处发布了一份报告。这份报告里讲到，截止到2022年3月到6月，“福特”号进行了1841次弹射，平均故障周期为614次，远低于4166次的要求。好消息是这个指标是从2020年的181次和2021年的272次一路上涨，起码有进步了。同时，1841次电磁拦阻着舰中，平均故障周期为460次，远低于16500次的要求。但比起前些年的骇人听闻的41次，已经是十几倍的增涨了。当然啦。尽管纸面上的数据有增长，但是依然满足不了要求。我找了2024年的国会报告，统计数据不够，没有形成确定的结论。不过呢，总比过去强，但是未必能强到哪里去。福特号航母的问题，总体上是个工程问题，没有那个障碍是注定跨不过去的，就是不知道要花多少时间多少钱才能跨过去。美国海军只能耐心的等下去。福特号配置在大西洋方向，经常到地中海去转悠。日子过得还算是悠闲，以色列在进攻加沙地带，福特号也去凑热闹。加沙打的是地道战，航空母舰的舰载机派不上用场……清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
2005年8月11号，CVN78在纽波特纽斯船厂完成了新航母的第一块钢板切割仪式，标志着新航母的正式开工建造。2007年，这艘船被命名为福特号，也就是福特级的首舰，但是实际建造工作，一直拖到了2008年，中间都是备料、测试和技术整合。其实分系统的研发远比这要早。整体计划压缩了，时间提前了。他们也得紧赶慢赶。所以呢，这一艘船的建造，一直不太顺。各种问题都冒出来了。首先就是电磁弹射器麻烦不断。2004年是弹射器进入了分系统测试阶段。2007年，美国的审计署给出的报告认为电磁弹射器总重量超标。一开始通用原子公司在设计这个弹射器的时候，没想到会做到这么大，后来根据海军的要求，不得不把很多系统分散开，中间用电缆连接，整个系统的总重量当然就超标了。电缆也是重量啊。这样一来，弹射器的总重量达到了630吨，比计划超标100吨，比蒸汽弹射器还要重。蒸汽弹射器才483吨重，这一下就超出去老大一块。另外，蒸汽弹射器的体积是1133立方米，电磁弹射器的体积比这个数值大多了，这怎么往船上装啊。最后没办法，只能让4台弹射器共用一套储能系统。这也就埋下了一个隐患，如果储能装置要维修，4台弹射器可就集体趴窝了。谁叫你4台弹射器共用一个储能装置呢？清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
这艘船是2008年开始建造的，中间因为金融危机，还追加了好几次资金，总造价也就暴涨到了两艘船60亿英镑，那也没办法啊，女王号和威尔士亲王号是大英帝国的底牌，咬着牙也要造。2014年，女王号的舰体完成分段拼装，变成了一个整体，可以举行命名仪式了。伊丽莎白2世女王还亲自出席了。然后呢，这艘船就开始舾装的过程。2016年，皇家海军的官兵们开始上舰熟悉操作。2017年6月开始海试过程，同一年交付给皇家海军，皇家海军终于结束了长达6年半的无航母时代。可惜啊，刚刚服役两个礼拜，就爆出螺旋桨大轴就出问题了，密封不良，有漏水现象，每小时能漏进来200升的海水，这只是被报出来的一个问题，没报出来的有多少，我们难以猜测。反正这条船后来是各种跑冒滴漏，小毛病就没断过。英国人现在虽然有航母了，但是没有舰载机，F35B的产量不高，美国人肯定先要装备自家的陆战队。英国人必须在后边排队。不过呢，皇家海军倒是能够凑合过日子，先用直升机凑数呗。要知道，凑出足够的直升机，也不是那么容易的，为了应对一次行动，海军凑了12架突击型灰背隼直升机，9架灰背隼反潜机，5架预警直升机，一共是26架。这还不够，又从陆军抽调了8架AH64阿帕奇，6架山猫、3架支奴干，一共是17架。就靠这些直升机，女王号完成了2018年的不少测试……清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
这次行动，美国人动用了黄蜂级两栖攻击舰科萨奇山号，法国人动用了戴高乐号航空母舰。两栖攻击舰上当时搭载的是AV8B垂直起降战斗机，性能是不如戴高乐号上的阵风战斗机。当时的戴高乐号已经经过了基本的磨合，无论是船还是舰载机，都处于状态比较好的时期，因此发挥出了比较强大的战斗力，你还真不能小看这艘法国航母。这艘船上搭载了8架阵风和6架超军旗，还有两架鹰眼。阵风战斗机携带了侦查图像情报吊舱，因此具有很强的战场感知能力。3月20号从土伦港出发，22号，阵风战斗机就从航母上起飞，侦查了利比亚首都的黎波里。25号的夜里，一家超军旗从航母上起飞，在鹰眼的指挥之下，对利比亚进行了攻击。美国人在20号出动19架次的AV8B，对利比亚进行轰炸。3月21号，有一架空军的F15E战斗轰炸机因为机械故障而坠毁，美国两栖攻击舰上的AV8B紧急起飞，为这架坠落的飞机提供空中保护。然后美国人出动了CH53超种马直升机和V22鱼鹰倾转旋翼机，参加了对飞行员的救援工作……清除所有标记清除选中的标记错误类型无错字 - 写作（在线版）
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