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未来的太空飞船可以装进我们的口袋中？ -Dhonam Pemba

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    当你想象一架宇宙飞船时，
    你的脑海中可能会出现它
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    或者它，又或者它
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    它们有什么共同之处呢？
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    总的来说，它们十分巨大，
    因为它们需要载人，需要装载燃料
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    还需要装载各种各样的补给品
    和科学仪器
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    甚至，在非常时期
    装载毁灭星球的镭射激光
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    但是从现实世界的角度来说，
    下一代的宇宙飞船可能会变得非常非常小
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    我所说的小，
    是指小到可以直接放进你的口袋的程度
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    想象把一大群这样的微小型航天器
    发射到宇宙的星系中去
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    它们可以通过自身携带的复杂的点子感应器
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    来探索遥远的恒星和行星
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    他们能测量任何东西，从温度到宇宙射线
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    仅仅需要发射一次航天器，
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    你就能够操控数以万计的微小型航天器
    飞向太空
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    这极大地增加了
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    我们能够在宇宙中采集的数据量
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    而且，作为单个个体来说，他们可以算是消耗品
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    也就是说，我们可以把它们送到那些
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    造价高昂的火箭或者探测器
    不能冒险探测的环境中去
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    几百个小型航天器其实已经在绕地球轨道飞行了
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    它们拍下外太空的照片
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    收集各类数据
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    比如地球大气层中细菌的行为特征
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    还有发射磁信号来帮助预测地震
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    但是设想一下，如果它们可以飞出地球轨道，
    那我们将会收获多少东西呀！
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    这就是许多组织，比如说
    NASA（美国国家航空航天局），想做的事情
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    发射微小型航天器去探索适合居住的星球
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    或者描述在地球上无法研究的天文现象
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    但是这么小的航天器
    难以装载大引擎或者数以吨计的燃料
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    那它要以什么动力向前推进呢？
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    原来，对于微小型航天器来说，它需要的是
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    非常轻微的微型推力
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    有些人们熟知的物理学知识
    并不能应用在它们身上
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    举例来说，每天牛顿力学体系都在崩塌，
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    许多平常被我们忽视的力变得无比强大
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    这些力之中就包括表面张力和毛细引力
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    还有那些其他小事上体现出来的现象
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    微推进系统可以利用这些力量
    来供微小型航天器使用
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    关于这方面，我们可以举个例子
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    叫做微射电流喷射推进
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    这是一种离子推进器
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    它可以通过喷射带电离子来产生动能
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    NASA喷气推进实验室设计的一个模型
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    只有几厘米大小
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    让我们来看看它的工作原理
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    那张邮票大小的金属板上覆盖着一百根纤细的针
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    并且由一层低熔点的金属覆盖着，
    比如说铟（第49号元素）
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    一张金属网将位于这些针的上方
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    并且一个在金属网和金属板之间
    将会建立一个电场
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    当金属板被加热的时候，铟就会融化
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    随后毛细引力将液态的铟吸到针尖
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    电场将融化的金属向上拖
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    而表面张力则将融化的金属向下拉
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    使铟变形成为圆锥状
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    针尖极小的半径
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    让电场力得以克服表面张力
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    而当电场力克服表面张力时
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    带正电的离子将以数万公里每秒的速度喷射而出
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    由牛顿第三定律可知，
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    这束离子流将推进航天器向相反的方向前进
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    尽管每一个离子都是极其小的粒子
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    但是无数个离子联合起来推动航天器的力量
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    足以形成强有力的加速
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    比起那些火箭引擎排出的大量气体
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    这股离子流要小得多，而且也更省燃料
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    这也让微小型航天器
    更加适合长时间的外太空任务
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    这些微小型航天器还没有完全测试完毕
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    但是很多科学家任务他们能够提供足够的推力
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    来让小型飞船飞出地球轨道
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    事实上，他们预计，
    数以千计的微小型宇宙飞船
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    会在十年内被发射出去，
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    用以收集那些我们现在看来难以企及的数据
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    这就是微型火箭科学
Title:
未来的太空飞船可以装进我们的口袋中？ -Dhonam Pemba
Description:

观看完整课程：http://ed.ted.com/lessons/will-future-spaceships-fit-in-our-pockets-dhonam-pemba

当你想到太空飞船时，你可能想到的是一艘大船，装有许多的燃料，宇航员和补给。但是，下一代的宇宙飞船有没有可能小到可以装到我们的口袋中呢？Dhonam Pemba为我们描述了宇宙飞船的未来，NASA的科学家是如何想利用型推力来讲这些飞船推出地球轨道。

课程教授： Dhonam Pemba 动画制作：Qa'ed Mai
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
04:37

Chinese, Simplified subtitles

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