人類為什麼偉大？看看這個「太空法拉利」就知道了！

你現實中見過

逼格

科技含量最高的東西是什麼？

在航天領域，ESA（歐洲空間技術研究局）的

GOCE衛星（重力場和穩態海洋環流探測）

一定是人類智慧的最高體現。

這顆衛星是2009年3月27日發射的。

最主要作用是詳細測量地球重力場，2013年已經返回地球了。

因其擁有完美的流線造型，昵稱「

太空法拉利

」。

眾所周知，地球不是個球體，但也不是個橢球，而是個異常複雜有著不同重力分布的奇怪物體，如果按照重力場去畫，地球基本上是這個樣子的。

而且這個重力場還是在不斷變化的。為了獲得如此精細的測量信息：

衛星自然不能飛得過高，就好比拿尺子測桌子長度必須緊貼在上面一樣；

衛星必須得帶超高精度的尺子，千分尺肯定比米尺讀出來的有效位數高，這個顯而易見了。

那麼，這顆衛星就飛在了250千米高的軌道上，這個軌道忒低了，一般衛星進入之後就變成了自殺模式：

這個高度上的空氣密度雖然只有地球表面一億分之一不到，但由於衛星飛的速度在7km/s以上，依然有「比較大」的摩擦力。這個力對最小的生物幾乎都不會有影響，但對衛星壽命影響很大，會導致衛星軌道降低提前失效返回地球。

對於GOCE衛星而言，這個摩擦力也會影響重力測量儀器，所以要把它修正掉。用的是一種叫做

等離子發動機

的東西。

它利用電離的氙，在電磁場里加速到

40000m/s的速度

噴出去，產生反作用力形成推力，幫助GOCE衛星

實時

抵消空氣阻力。

整個過程是全自動的，它的作用力大概在毫牛頓級別。

這個力的大小大概相當於你

喝牛奶時一滴奶不小心掉到了地上

，然後它這個落地的衝擊力用來推送這顆將近15個你（你有60公斤？）體重的衛星去克服阻力飛行。

只用了40公斤氙燃料，整個任務期間全程保持發動機開動，推了這顆衛星四年時間！燃料用完，衛星兩個月就被大氣拖回地球了。

都說了，它最重要的還是為了測量重力，既然飛了這麼低，肯定要用超級精密的「尺子」來丈量地球啊。

用的是下面這個重力梯度儀。

這玩意全世界只有一家歐洲的公司能造出來，連美國人都不賣，因為這個東西實在太可怕了。它可以測量到十億分之一的重力，這是個什麼概念呢？

大概是一片雪花落到了一艘百萬噸的巨輪上，對巨輪產生的加速度。

這個精度實在是匪夷所思！

那麼這麼多精密的儀器在測量，咱們怎麼也得精確知道衛星的位置吧，畢竟沒有精確位置信息的測量數據都是木有用的。

GPS可以來給這些衛星定位。

這顆衛星每90分鐘就繞著地球飛一周，中間跟你隔著大氣層和各種干擾因素。就在這種情況下，利用這些飛得高的（20000千米）衛星去定位飛的低的（250千米），都能把這顆衛星的軌道精度定在了2厘米以內。

是的，是2厘米！

上面這幾個字長度就大概兩厘米長。

但衛星一秒就飛了7000多米。

為了獲得這個精度，先不說必然要考慮的地球月球太陽引力、衛星的各種建模、太陽光壓、地球潮汐了，就連大氣潮汐、地球反射的太陽光造成的光壓，都要考慮進去。然而，這個精度還是不敢出去發論文。

為啥我知道是2cm精度，打激光啊，全球有100多個激光站，每個都在24小時自動工作，時時刻刻都在往天上打激光，檢驗這些衛星的位置精度。這些激光的

準度在1毫米以內

。

那咱們也不能光知道位置啊，還得知道衛星的角度，咋辦？

用下面這個叫做恆星敏感器的東西。

看起來相貌平齊？

這玩意說起來也簡單，對著太空拍照，拍下來之後跟自己存的宇宙背景圖對比，然後就知道自己的姿態信息了。

這個精度在角秒級別！！！

沒概念？

圓的一周是360度，每一度都是3600個角秒。所以它的

精度在3600分之一度這個級別上

，別擠眼了，你用肉眼是不可能看出這個級別的。

這還沒完，它還全身各種微沖發動機、熱控措施更是舉世無雙，但太專業就不跟大家多說了。大家可以想像它能做出什麼樣的結果？

隨便舉幾個例子：

地球重力場按切蛋糕一樣慢慢研究，就先分個1000乘1000吧，9,8的重力加速度不準確，咱們再往後來個10位有效數字？

格陵蘭島、南極這些地區的冰川，能分成N多區，每個區域融化速度不同、甚至有的在變厚；

電離層突發的閃爍和干擾，各種你從來沒聽說過的大氣現象；

今年夏季亞馬遜雨林的下雨量要比往年少了XX億噸；

印度乾旱、加州農業灌溉導致的地下水流失，三峽大壩對周邊重力的影響；

東日本大地震後地震波對大氣密度的波動；

荷蘭今年冬天溫度不對，咱們看看加勒比海的洋流是不是不正常？

這次厄爾尼諾現象，跟往年不太一樣，至少差出幾千萬平方公里吧，分別是XX、XX區域。

簡直太多科學應用了！

人類是這個世界最偉大的生物，看他們造出來的東西就知道了！

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