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一隻詭異的“垃圾袋”觸發太空警報!科學家甚至不知道它來自哪裡

有很多古怪的東西正在圍繞地球飛來飛去,比如這些“太空垃圾袋”。

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它們運行的軌道距離地球有600多公里遠,體積有幾米見方,但重量極輕,還不到1公斤。科學家將它們形像地稱之為“太空垃圾袋(ETBOs)”。

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上週五,一顆詭異的天體被位於夏威夷的“小行星地面撞擊預警系統”鎖定。它的代號為A10bMLz。進一步的分析顯示,A10bMLz沿著一條逆行軌道繞地球飛行,近地點距地球表面僅600公里,遠地點超過地月距離的1.4倍。此前科學家也曾多次發現類似的太空垃圾,但從未見到一個“垃圾袋”能飛到如此遙遠的距離。

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倫敦Northolt Branch天文台的科學家表示,A10bMLz行踪不定,運行軌道隨時都在發生搖擺和偏斜,就像大街上吹來的塑料垃圾袋一樣,根本無法預測未來的軌跡。研究顯示,它很可能是一塊火箭發射後留下的輕質材料,如金屬箔,但目前還無法獲知它的確切來源。

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由於A10bMLz非常輕巧,科學家認為它很有可能被太陽的輻射壓推開,離開地月系統,飛到遙遠的宇宙空間。當然,現在預測A10bMLz還為時尚早,如果未來幾週它的軌道無法保持穩定,也有可能墜入地球大氣層燒毀。

 

你是不是也從沒注意過,巨輪下面都有個無力吐槽的凸起?

我們印像中的船頭是這樣的:

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破浪前進的美國華盛頓號航空母艦。

然而,我們沒看見的部分卻是這樣的:

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美國福特號航空母艦組裝畫面,船頭前方,吃水線下是一大長坨。

不僅是航空母艦,其他大型郵輪也如此。平時,我們看到的郵輪是這樣的:

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目前世界上體積最大的遠洋郵輪瑪麗皇后二號

上面有15個餐廳和酒吧、5個游泳池、1個賭場、1個舞池和1個天象館。

但實際上,它是這樣的:

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注意,白色箭頭處,站著的是一個人,不是海鷗。@ James Morgan / Cunard Line

也許這樣,大家會看得更清楚:

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這造型,怎麼說你好呀餵……@Hammelmann Oelde

問題又來了!船頭前面這一長坨是什麼?幹什麼用?

此問題源遠流長

古代,地中海東岸的腓尼基人(公元前1200年-公元前539年),他們善於航海與經商,腓尼基人建造的船,其前部也有一個突出物。

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腓尼基船

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腓尼基船

古人知道什麼設計可能會比較管用,但卻不知背後的原因。而現在,說實話,我們也不能拍著胸口說,已百分百吃透其背後原理。

為什麼這麼說?先來看一個例子。

耗資8億美元的郵輪

美國國家地理頻道製作了一部關於“瑪麗皇后二號”郵輪的紀錄片。裡面講述了這樣一件事。

這艘造價高達8億美元的郵輪,在其總體設計已定的情況下,其航速沒有達到要求,只有二十多節的航速(1節=1海裡/時= 0.514米/秒)。而訂貨廠商強烈要求,郵輪在平靜海面必須具有接近或超過30節的航速,必須具有6天內橫渡大西洋的能力,否則此郵輪將失去競爭力!

然而,郵輪的動力推進系統已經開工,沒法再想辦法增加功率。這可愁坏了郵輪製造廠商,最後,他們的設計師萬般無奈的情況下,把瑪麗皇后二號船頭前面的那個突出物加長兩米,然後,問題得以解決了,郵輪航速終於超過了30節。

這個突出物,現在我們叫做球鼻艏(shǒu)。

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為紀念瑪麗皇后二號十週年,攝影師James Morgan 讓船長Kevin Oprey 站到突出物上拍寫真。

是的,現在我們都知道,球鼻艏確實能提高船速。

但如果我們真知道得那麼透徹,就像愛因斯坦極其肯定物體不能超光速,就像我們精確地知道光速等於每秒299792458米的話,那麼,通過計算機的輔助運算,也許所有船舶設計師都應該提前知道,瑪麗皇后二號郵輪的球鼻艏的精確長度應該是12米,或者是12.005米。

但是,設計師不知道,他後來是採取不斷試錯的方式。

球鼻艏為何能提速?

船行於海,就像車駛於路,前者是在水與空氣交界處穿行,後者是在陸空交界處行駛。而深海潛游的核潛艇,它更類似於騰飛於空的飛機——都是在一個固定介質中工作。

所以,對於船來說,我們既要考慮大氣的空氣阻力,還要考慮水的摩擦阻力,以及波浪的阻力,也就是興波阻力。

這些阻力中,興波阻力和摩擦阻力佔大頭,對於高速船來說,這兩種阻力的佔比都各接近一半,占到總阻力的85%左右。

海浪會讓船上下起伏,這有點類似於你駕車在一條坑坑洼窪的路上行駛一樣。

無疑,海浪會增加船的阻力,而平靜的海面,船周圍的海浪(波)是船自身造成的,從能量的角度來說,那些波浪是船在消耗大量燃油後製造出來的,所以,我們可以說,船行駛時,產生的波浪越小,越少,則船消耗的燃油就越小。

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船頭激起的波像一堵水牆,一直跟船伴隨前進。

所以,問題的關鍵是減小船,尤其是船頭產生的波,可怎樣才能減少?

經過前人大量實踐和試驗,人們發現,球鼻艏作用明顯!

可這是為什麼?

有一種解釋是這樣的。

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把一球放在水面下移動,則球的前方水壓上升,上方水面會隆起,到了球的後面,壓力下降,水面下降,從而起到抑制波浪的作用。

上面這種解釋來自日本船舶專家吉田文二,他在其所著的書《船舶知識》中提到過。

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結合這張圖,我們也許更容易理解吉田文二的說法。

圖為意大利輪船Pride of Hull。

另一種解釋是這樣的:

就是球鼻艏產生的波跟其他波產生疊加,相當於是,你的波峰遇到了他的波谷——抵消了。

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船前進時,如果沒有球鼻艏,則波往上爬,衝擊船頭,形成很大阻力。

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逐漸加長球鼻艏,其形成的波與另一個波互相抵消。

船並非以一個恆定的速度航行,而航速的變化無疑會導致船頭前方水流情況跟著變化,為對應這種情況,人們現在也開始研究可變球鼻艏。

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不同的航速下,可調整球鼻艏的形狀和角度,直到它能最大限度地減少興波阻力為止。

@Daehwan

二戰時,日本的大和號戰列艦,其排水量高達64000噸,長263米,可裝備7架艦載機。

日本為了讓大和號戰列艦在滿載狀態下能以27節速度航行,配備了大功率動力系統。

因為大和號安裝了球鼻艏,結果,它在滿足27節航速的情況下少輸出了8.2%的動力,相當於減少了1.2萬匹馬力輸出。

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日本大和號戰列艦,最高航速27.46節。

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不過,1945年4月7日大和號被擊沉,全艦共2767人,僅269人逃生成功。

來看看其他球鼻艏吧。

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巨大的球鼻艏,可與地面兩人作對比。

@S*anner06n2ey

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正在建造中的,英國皇家海軍威爾士親王號航空母艦。圖為其球鼻艏,上方是航母甲板。預計2020年前後服役。

@Amy Grant

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