太空冒險第一站-國際太空站

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2018/05/01 第92期 | 訂閱/退訂 | 看歷史報份 | 科學少年 | 粉絲團

 
編輯的話 住在太空站裡!你想要怎麼樣的太空生活?
本期主打 太空冒險第一站-國際太空站
好文推薦 紫色極光史蒂夫
小虎鯨擱淺了!
活動專區 師生一起投稿玩科學~~
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住在太空站裡!你想要怎麼樣的太空生活?
郭雅欣
若要說起最特別的「站」,大概非「國際太空站」莫屬了!它在地球上空400公里的高處飛行著,那裡的環境幾乎沒有重力,光是太空人在太空站內外飄浮著的畫面,就讓太空迷嚮往不已,也難怪許多科幻電影,都要讓國際太空站參一腳了。國際太空站成立的一大目標是為太空旅行鋪路,因為我們可以在太空站做很多的測試,例如人及其他動植物在太空環境生活會遇到什麼問題,身體狀況會有什麼改變等。因此太空站對於人類太空探險的發展,可是非常重要的!現在就一起來看看這期《科學少年》的封面故事:〈太空冒險第一站──國際太空站〉,認識這個最獨樹一格的站吧!

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太空冒險第一站-國際太空站
胡佳伶

你喜歡仰望星空嗎?觀星時,你是否曾發現一顆特別的星星?它不但超亮,還會移動,但又不像流星那樣快速的畫過天際,而是以穩定的速度飛越你的頭頂。你看到的,可能不是星星,而是國際太空站!

國際太空站其實是一艘大型太空船,在距地表400公里的高處,以每秒8公里的速度繞著地球運行。它主要的功能是做為太空中的科學實驗室,上面有許多太空人,他們在這裡吃飯、洗澡、睡覺,也在這裡做許多對人類醫療、材料科學等有幫助的研究,我們未來甚至可以藉由這些知識,進行更遙遠的太空旅行!這麼神奇的「太空船」是怎麼打造的?太空人又是如何在太空中生活和工作?讓我們把太空站拆開來,細細探究一番吧!

像樂高一樣組起來

國際太空站是繞著地球運轉的最大人造物體。它的大小和足球場差不多,重量當然也很驚人,高達42噸,相當於32輛汽車!太空站有許多金屬桁架,就像骨架一樣構成太空站的整體結構,上面則有許多各式各樣、相互連接的太空艙,太空人的起居及工作都在這裡完成。另外,在太空站的四周安裝了許多巨大的太陽能板,負責提供電力。

這麼大的一艘太空船,當然不是一次就從地球運到太空中,而是像樂高積木一樣,一塊一塊陸續在軌道上組裝起來的。包括太空艙、桁架等等的「積木」,必須先在地球上建造,才由太空梭或其他火箭載具運到地球軌道,再由太空人或是機械手臂完成組裝。

太空站至今的主架構是在1998~2011年間完成,花費時間長達13年,載運組件的太空飛行次數高達115次!

微重力環境的生活

一般來說,太空人會在太空站待上六個月之久,這段期間,所有的食衣住行都必須在太空站裡解決。在太空站生活和地球截然不同,因為這裡幾乎沒有重力,人會變得輕飄飄,沒辦法像在地球上一樣正常行走;若同時拿著一張紙與一臺筆電,也感覺不出輕重的差別;倒水的時候,水不會向下流,而是聚集成球形。

在這樣的微重力環境下,所有的東西都必須固定住,包括睡覺中的太空人。微重力環境對人體也會帶來影響,像是嗅覺和味覺會變得比較不敏銳,所以太空食物的調味都比較重;人體肌肉也容易萎縮,骨質容易流失,所以太空站上也準備了運動器材。另一方面,太空站裡的所有東西都要從地球送上去,資源十分珍貴,不能浪費,所以得想盡辦法回收並重複利用。現在,就讓我們來看看太空人在太空站上的日常生活吧!

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2018年05月 ]

 

紫色極光史蒂夫
科學少年編輯部

在緯度比極區較低一點的地方,竟能觀察到這種特殊的極光。

在2016年7月25日的夜晚,加拿大的一位民眾布拉薩在自家附近欣賞極光時,看見了一道紫色的光束。身為極光愛好者的布拉薩,一眼就看出這不是一般的極光,於是將它拍了下來,上傳到一個稱為「極光龍」的網路論壇上。這個論壇其實是美國航太總署(NASA)資助的科學計畫,藉由論壇成員上傳的極光照片或回報的極光資訊,來探討極光。論壇成員除了極光愛好者,也有許多攝影師,還有天文學家,他們把這道特殊的紫色極光取名為「史蒂夫」(Steve),是由一連串科學名詞的字首組成的縮寫,意思是「強烈的熱輻射速度增加」,不過當初取名的靈感,是來自動畫電影《森林保衛戰》的經典情節。

當天拍攝到史蒂夫的人不只布拉薩,美國的一具天文相機,還有歐洲的一組衛星都拍到了史蒂夫。透過從不同角度拍攝到的史蒂夫影像,科學家研判是因為有些溫度較高的離子,以很快的速度在大氣層中流動時,受到地球磁場的影響,而產生史蒂夫。這種現象通常發生在緯度比極區稍微低一點的地方,例如這次發現史蒂夫的地方,就是位在加拿大南部、北緯約50度的里賈納。科學家從1970年代就發現了這種現象,不過2016年才第一次觀察到它會放出肉眼可見的史蒂夫。

史蒂夫的形成原理和一般極光很類似,但一般極光在天空中出現的樣子較像布幕,史蒂夫則較像光柱或光束,另外,一般極光通常可維持好幾小時,史蒂夫則只能維持20分鐘到一小時左右。為什麼會有這些特性,還有待科學家進一步探索。

另一方面,史蒂夫的研究很仰賴「公民科學家」的幫忙,自從第一次觀察到史蒂夫至今,陸續有許多民眾也將拍到史蒂夫的照片上傳到論壇,讓科學家能從大量的觀察資料中,深入了解史蒂夫。如果你有一天在靠近極區的地方觀察到史蒂夫,不妨將你的照片上傳,成為史蒂夫研究的推手之一。

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2018年05月 ]

小虎鯨擱淺了!
謝宜珊

今年3月,傳出有六隻小虎鯨陸續在高雄港附近擱淺死亡,並有三隻受困於高雄港中。推測這幾隻小虎鯨是1~2月時,曾在高雄紅毛港附近海域徘徊的20幾隻小虎鯨群的成員。當時確認牠們沒有擱淺的疑慮後,就由海巡署協助驅趕牠們離港,沒想到在3月時又有幾隻游了回來。

海巡署原本希望能將三隻受困的小虎鯨引導出海,卻發現牠們的活動力下降,已奄奄一息,決定緊急將這三隻小虎鯨捕撈起來,送至國立成功大學海洋生物及鯨豚研究中心搶救,可惜最後仍全數死亡。

研究人員解剖死亡的小虎鯨時,發現其中兩隻小虎鯨的胃裡有塑膠袋,而且體形較瘦小的小虎鯨,胃裡的塑膠袋竟然多達18個,將整個胃塞得滿滿的。塑膠袋無法消化也排不出去,可想而知,小虎鯨即使很餓也吃不下,難怪這隻小虎鯨會體形瘦小,顯然是營養不良。

鯨豚為何擱淺?

其實,這並不是小虎鯨第一次發生集體擱淺,在海島國家,各種鯨豚擱淺岸灘的新聞時有所聞,並不足為奇。不過,鯨豚出現集體擱淺的原因一直是個謎,特別是集體擱淺的鯨豚大多是健康的,因此還出現「鯨豚集體自殺」一說。

近來研究發現,鯨豚擱淺可能和牠們的社會結構有關。鯨豚通常是母子成群,或是由成熟的雄性組成的小團體。當鯨豚群體中的成員因為生病,無法順利控制浮沉來呼吸時,會選擇游向淺灘,好讓自己能浮出水面呼吸,而其他的同伴並不會遺棄牠,通常會在附近徘徊,甚至為了陪伴而一起上岸。因此發生群體擱淺時,很可能是其中一隻生病而引導其他鯨豚一起上岸,絕對不是要自殺啊!

威脅海洋生物的塑膠垃圾

在這次的小虎鯨擱淺事件中,小虎鯨胃內塞了滿滿的塑膠袋,不只畫面觸目驚心,也是小虎鯨生病、擱淺的主因,而兇手正是製造塑膠袋的人類。

除了小虎鯨以外,將塑膠袋當成水母而誤食死亡的海龜數量,更是日趨增加。海洋中還有多少誤食垃圾、無法進食,只能餓著肚子等死的生物呢?當你使用或丟棄塑膠製品時,不妨想一想能為牠們做些什麼吧!

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2018年05月 ]

 

師生一起投稿玩科學~~

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[活動報名]

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