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科学在行动 9 – 第 5 单元太空探索关键概念和复习问题总结手册
每项改进如何帮助我们加深对所观察到的现象的理解？ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 解释天文单位和光年之间的区别。 _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 关键概念™ 地球绕着一颗恒星运行（银河系中有数十亿颗恒星） 赫罗图显示了什么？
忘掉火星吧，人类什么时候才能飞往土星？
另一个关键数据点是 1969 年人类登陆月球的时间。当时距离月球 0.0026 个天文单位，距离太阳系并不算太远，但这是一个开始。目前，探索的下一步仍是推测性的，但作者为人类何时登陆火星设定了两种不同的情景。考虑到发射窗口，他们估计第一批人类将在 2038 年踏上这颗红色星球，这也是 NASA 的阿尔忒弥斯计划所计划的时间。但他们也认识到，鉴于最近人类太空探索计划的拖延历史，这一时间可能最晚要到 2048 年。利用这个单独的起点，他们制定了其余探索步骤的“延迟”时间表，由于它是指数级的，因此它对其他里程碑的日期有相应的巨大影响。
太空采矿：澳大利亚的视角
对于那些希望从这一领域获利的人来说，特别有趣的是，据了解，有大约 200 万颗近地小行星具有开采潜力。最近成为头条新闻的一颗这样的小行星是 16-Psyche，它绕太阳运行，位于火星和木星之间，距离太阳 3.78 亿至 4.97 亿公里（或 2.5 至 3.3 个天文单位（“AU”），1 个 AU 是地球与太阳之间的距离）。16-Psyche 被许多消息来源广泛报道为富含黄金和其他贵金属，采矿价值为 700 万亿美元，因此引发了争论。虽然引发关于这个话题的争论应该被视为一件好事，但必须指出的是，NASA 自己的行星科学传播团队报告称，根据他们的研究，16 Psyche 主要由金属铁和镍组成，类似于地球的核心。此外，NASA 目前对 16-Psyche 的方法是一种探索性
策略指南
无处可藏。“我知道这会让所有潜艇爱好者和隐形装置爱好者大吃一惊，但太空中没有隐形。太瓦级飞船的废气或废热可以从半人马座阿尔法星通过原始的被动传感器探测到。航天飞机弱得多的主发动机可以在冥王星轨道之外探测到。航天飞机的机动推进器可以在小行星带中看到。甚至一艘使用离子驱动器以微不足道的毫重力推力的微型飞船也可以在一个天文单位处被发现。截至 2013 年，旅行者 1 号太空探测器距离地球约 180 亿公里，其无线电信号只有可怜的 20 瓦（或与冰箱中的灯泡一样暗）。但尽管它很微弱，但绿岸望远镜可以在一秒钟内从背景噪音中分辨出来。即使是生命支持系统的废热也很容易被检测到。” — Winchell Chung，原子火箭/Rho 项目网站，2013 年。
新视野 SWAP 实验测量的行星际冲击波能量功率谱：一维全粒子模拟与观测结果
一维粒子模拟 (PIC) 用于分析新视野号绕冥王星太阳风 (SWAP) 仪器在距离太阳约 34 天文单位处观测到的行星际激波上游区域测得的能谱。使用单个种群模拟不同的太阳风离子 (SWI) 和拾取离子 (PUI) 种群，我们可以清楚地识别出每个种群对全球能谱的贡献。强调了激波前沿倾斜度在沿磁场流回远离前沿的上游区域的 PUI 形成中的重要作用。在本模拟中可以很好地恢复 SWAP 实验测得的能谱。详细分析表明：(1) 能谱的最高部分主要由回流的 PUI-H + 和 PUI-He + 形成； (2) 能谱的中间部分由太阳风 SW-H + 和 SW-He 2+ 入射离子组成，这些离子叠加在 PUI-H + 粒子群上，(3) 低能范围由入射 PUI-H + 组成。使用 PUI-H + 粒子群的初始填充壳分布（而不是零厚度壳），可以提高实验结果与模拟结果之间的一致性，因为这会强烈影响光谱的低能部分。这意味着 PUI-H + 离子在日光层中首次被拾取后，有足够的时间扩散到壳分布并填充壳分布，这表明随后的冷却对全球能谱有重要影响。