为什么NASA要玩弹珠?

2007年3月20日

美国国家航空航天局的科学家比尔·库克(Bill Cooke)经常把弹珠射入精心布置的土堆中。每颗弹珠都在撞击时爆炸，产生壮观的光冲击波，在土壤中留下一个漂亮的弹坑。为什么NASA要花钱让这个人去做我们大多数人都愿意免费做的事情?首先，我们大多数人都没有资格为NASA推进弹子。第二，库克先生正在收集他的大理石冒险活动的各种数学数据。他打算让我们回到月亮．

如果你想一下，有多少太空物质定期撞击受大气层保护的地球，你就可以开始想象每天有多少流星体和彗星抛射物撞击月球。月球没有大气层保护。任何东西都能毫无阻碍地击中月球。所以，虽然一个垒球大小的流星体在太空中根本不会到达地球表面——它会在地球的大气层中完全燃烧掉——但当它撞向月球时，同样的流星体仍然有垒球大小。当它爆炸时，其威力相当于150磅(70公斤)TNT。这是常有的事。库克估计，至少一周左右会有一次更大的流星体撞击月球。2006年5月2日，一块直径约10英寸(25厘米)、时速约85000英里(38公里/秒)的岩石撞击月球，其爆炸产生的能量相当于4吨TNT，并留下一个约46英尺(14米)宽、10英尺(3米)深的陨石坑。

人们可以看到，这种类型的常规事件可能会对将在月球上度过一段时间的宇航员构成严重的风险。如果有流星撞到他们附近，他们就死定了。如果它击中了飞船附近的任何地方，他们要么就死了，要么就陷入了困境。

这就是库克的大理石实验的用武之地。库克是一位科学家，他发现了5月2日美国宇航局拍摄的月球爆炸视频的规格美国宇航局:流星体撞击月球观看视频)。根据陨石坑的尺寸和撞击产生的光——闪光的长度和亮度级别——库克确定了流星体的大小、移动速度和爆炸中释放的能量。这些都是了解宇航员在月球上面临的威胁的关键细节，以及他们计划在月球上建造的基地，该基地将作为火星任务的起点。库克目前的实验使用的是耐热玻璃弹珠和美国宇航局的艾姆斯垂直射击场(AVGR)。

美国宇航局最初开发AVGR是为了为20世纪60年代的阿波罗登月任务提供数据支持。从那时起，它就被用来模拟各种研究的影响，包括成功的规划深度撞击号那次任务把撞击器撞到了彗星才能得到里面的材料。该炮体积庞大——仅枪膛高8.2英尺(2.5米)，直径8.2英尺。根据研究需要，它可以容纳两种不同的推进系统:一种是直接推动弹丸进入发射管的无烟火药;或者是无烟火药驱动活塞，活塞压缩氢气，氢气作为推进剂。AVGR可以以高达16000英里/小时(7公里/秒)的速度推进所有种类的0.3口径射弹。弹丸通常从枪内的真空密封空间发射，该空间可以充满各种气体，以模拟研究人员正在研究的特定气氛。在这种情况下，库克和他的同事是从真空中发射弹珠的，因为月球本身没有大气层。

在每个实验中，他们向一种近似于月球表面组成的土壤中发射一颗弹珠。大理石在每小时16000英里撞击后爆炸。

库克的团队随后研究了陨石坑的大小和数量光在爆炸中使用不同的配置，以便更好地掌握来自实际月球爆炸的视频数据。

他们用高速摄像机和光度计记录每次撞击。通过建立一套可以准确描绘和分析月球撞击的方程式，科学家们可以更好地测量他们拍下的以月球为基础的爆炸所发生的事情，并估计出一个著名的流星体撞击月球的频率以及它造成的破坏程度。

最终，我们的目标是很好地了解宇航员和月球上的结构面临的实际风险。如果我们要在那里待上一段时间，最好能知道会有多少太空炸弹来袭。

有关月球任务、艾姆斯垂直射击场和相关主题的更多信息，请查看以下链接:

来源