外太空和深空有什么区别?
(2023-07-25 09:33:22)
撰文:布雷利.路易斯
哈勃太空望远镜拍摄的深空星系图像(图片:欧空局/哈勃和美国宇航局,H.Ebeling)
众所周知,太空被认为是“最后的边界”,但我们谈论的是太空的哪一部分?太空、外层空间和深空在许多情况下可以互换使用,但天文学家已经对它们进行了明确的区分。那么,它们之间有什么不同呢?
“外层空间”一词指的是地球以外的任何东西,甚至是近地轨道上离家很近的东西,近地轨道从地球上空100英里(160公里)开始。另一方面,深空开始得更远:它通常被认为比我们的月球离地球更远,可以完全指代太阳系以外的东西。事实证明,真正的最后边界是深空。(与此同时,“太空”一词涵盖了外层空间和深空。)
据Merriam-Webster.com报道,尽管早在1667年,在约翰·米尔顿的《失乐园》中,“太空”一词就被用来指代地球以外的地方,但直到19世纪中期,当它被用于天文学论文时,外层空间才进入我们的语言。多产的科幻作家H.G.威尔斯,在1901年的一部小说中帮助普及了“外层空间”一词。据《牛津参考》报道,几十年后,另一位科幻作家E.E.史密斯在1934年的小说《三行星》,创造了“深空”一词。
自然,外层空间探索先于深空探索,因为人类必须在保护大气层之外,迈出小步才能开始。20世纪50年代末,科学家们绘制了一条被称为卡拉曼线的看不见的线,在那里他们确定地球结束,外太空开始,距离地球表面约50至60英里(80至100公里)。
在这个高度上,没有什么明显的变化会神奇地发生。相反,这条线来自工程师西奥多·冯·卡尔曼的计算,该计算表明了飞机必须飞得如此快才能在大气层中飞行,从而从技术上进入轨道的高度。自1949年一次具有里程碑意义的火箭发射以来,人类一直在将物体越过卡拉曼线送入外太空,并进入环绕地球的轨道。
我们只花了很短的时间就到达了月球——1959年,一艘俄罗斯航天器登上了月球——不久之后,人类开始派遣探测器越过月球进入深空,探索太阳系的其他行星。现在,已经有200多个使命发射到月球以外,还有数以万计的人造卫星在离家更近的地方绕地球运行。据美国宇航局称,旅行者1号探测器是美国宇航局于20世纪70年代发射的探测器,是人类进入深空最远的探测器,从太阳系出发,目前漂浮在距离地球140多亿英里(225亿公里)的地方。这使旅行者1号进入了一个全新的空间类别:“星际空间”,即恒星系统之间的空间。
为什么这些术语很重要?首先,它有助于跟踪物体。美国宇航局有一个完整的通信系统来检查我们所有的深空任务,恰当地命名为深空网络(DSN)。三个遍布全球的大型无线电天线,向月球以外的所有探测器和卫星发送和接收信号。最近,DSN必须确定是否有一项任务被视为“深空”,因此属于其管辖范围:詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)。天文学家认为,JWST实际上位于深空,因为它的轨道距离100万英里(160万公里),比月球所有的30万英里(48.2万公里)远得多。