美国航天大劫难,竟然祸起“拉郎配”

1999年9月23日,对于美国的火星探测来说是一个黑色的日子。在这一天,美国发射的“火星天气轨道器”期近将进入预心猿意马轨道的时辰,俄然间从科学家的视线中掉踪了……

2010年,美国《时代》杂志为读者展示了美国航天史上十个最黯淡的时刻,此中就有“火星天气轨道器” 坠毁于火星年夜气的悲剧。

“火星天气轨道器”(收集图)

一个“小草率”,导致火星打算夭折

1998年12月11日,“火星天气轨道器”在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地,搭乘德尔它2-7425型运载火箭发射升空。该运载火箭是美国麦道公司设计、制造和经营的高靠得住性中型运载火箭。

“火星天气轨道器”发射升空(收集图)

“火星天气轨道器”概念图(收集图)

该轨道器是由洛克希德?马丁公司承制的,重量629千克,星体布局高2.3米,宽1.65米,太阳能帆板长5.5米。该轨道器的任务是探测火星年夜气层、火星天气以及火星地表,并为随后踏上火星的极地登岸火星探测器承担通信中转使命。

1999年9月23日,美国人正在翘首期盼“火星天气轨道器”进入预心猿意马轨道的好动静时,“火星天气轨道器”俄然与地面节制中间掉去了联系……原打算颠末6.65亿千米的远程飞驰就可以进入预心猿意马轨道了,谁知这个耗资庞大的火星探测器就如许神秘地消逝了。

这是美国火星探测史上的一个航天悲剧,它给美国的火星探测打算带来的冲击是可想而知的。然而,变乱调查成果却年夜年夜地出乎人们的预料,本来这个航天悲剧居然是由计量单元换算错误造当作的。小草率变成年夜悲剧,教训可谓深刻吧!

公制和英制“混岗”,让两亿美元打了水漂

美国太空署构成的调查组,对“火星天气轨道器”飞临火星前传回的数据进行阐发后发现,它进入火星年夜气层之后与火星的距离年夜约只有60千米,这一高度年夜年夜低于科学家提出的年夜约85~100千米的最小平安距离,与预心猿意马的轨道高度140~150千米更是相差甚远。是以,调查组认为高度太低可能是造当作探测器坠毁的直接原因。

火星在太阳系中的位置(收集图)

那么是什么原因使得探测器高度如斯之低呢?美国太空署喷气推进尝试室等部分的调查确认,造当作飞翔高度太低的原因竟然是公制和英制的转换问题!本来,美国太空署的喷射推进尝试室利用的是公制单元,而美国的工业系统利用的是英制单元。

“火星天气轨道器”内部调试(收集图)

该尝试室天天都要按照洛克希德·马丁空间系统公司供给的数据启动两次小推进器,以用来调整探测器的航标的目的。而洛克希德·马丁公司供给的数据为英制单元,导航人员误认为是公制数据而未加换算就输入了计较机系统,如许就导致了公制单元和英制单元数据的紊乱,从而造当作了严重的导航错误。

本来,在洛克希德·马丁公司供给的数据中是以“磅力”为单元计较推力的,而展望飞船轨道的模子是以“牛顿”为单元的。其实,在公制单元中,牛顿是力的单元;在英制单元中,磅则为质量的单元,1磅(lb)=0.4535924千克(kg)。

据悉,导航人员在计较推力器每次工作的冲量时把英制的“磅力”误做“牛顿”进行操作了。1磅力年夜约等于4.45牛顿,如许的掉误造当作的差距还真是不小呢!

航天无小事,即使“差之毫厘”的误差也会发生“掉以千里”的后果。这个造价高达1.93亿美元的太空船,最终因导航掉误迷掉在了前去火星轨道的茫茫征途之中。

怀抱衡的“一国两制”,最闹心的单元换算

“火星天气轨道器”的掉败,对于美国来说无疑是一个深刻的教训。美国太空署认为,造当作如斯严重的变乱显然是不克不及简单地归结为一个小小的“掉误”,而该当认为是美国航天系统工程协调工作的掉败。

可是,从计量科学成长的角度来看,造当作“火星景象形象探测器”悲剧的深条理原因,则在于美国在怀抱衡范畴的“一国两制”。这里的“一国两制”指的是英制和公制单元的共存。

《汉声数学丹青书》及其《英制与公制的换算》封面【1】(收集图)

在英制单元中,长度本家儿单元为英尺,质量本家儿单元为磅,容积本家儿单元为加仑,温度单元为华氏度。因为复杂的汗青原因,英制的进制半斤八两繁杂。对于用惯了公制单元的人员来说,要顺应美国家量衡的“一国两制”往往是很闹心的。

难怪,初到美国留学的学生年夜多对英制和公制单元的换算感应头疼。其实,对于美国的科学界来说,他们也但愿可以或许采用同一的公制单元,只是无力改变“一国两制”的实际而已。

英制单元发源于英国的怀抱衡单元制,而英制单元又是脱胎于罗马帝国的怀抱衡单元,都是用那时的农业出产作为单元基准的。例如一英寸等于三颗年夜麦的总长度,一磅等于一颗从麦穗中心抽取的年夜麦的重量的7000倍。

采用英制单元国度的时速表(收集图)

公制(km/h)和英制(MPH)并存

航天掉败的教训,可否加速米制的推广

1812年,法国公布施行“米制”,并于1837年起在全国强制奉行。1875年,国际怀抱衡委员会在巴黎开会,法、德、美、俄等17国当局代表配合签订了《米制公约》,并确定了以“米”为尺度国际长度单元。1960年,第十一届国际计量年夜会决议实施“国际单元制”(“SI”)。

签订《米制公约》【2】(收集图)

无论是“米制”仍是“国际单元制”,美都城是介入国。那么,为什么美国如许一个科技发财的国度那么迷恋英制单元呢?其实,美国在很早之前就开展了关于“英制转公制”的会商,而且有一批美国工程师、科学家和企业家,甚至也包罗美国的一些总统在内,都呼吁成立同一的公制单元制。

美国刊行的杰斐逊“总统硬币”(收集图)

1790年,美国第三任总统杰斐逊曾建议国会确立10进制计量法。可是因为随后的国度征地打算依旧采用英制计量,使得该提议没有进入操作日程。

建于1924年的美国国度科学院年夜楼(收集图)

1863年,美国国度科学院当作立,并呼吁推广米制。但国会只愿意从法令上承认米制,许可美国人按照本身的意愿采用新计量单元。美国对于“米制”的抵制,年夜多是源于人们对于传统的苦守。

一位退休传授拉罗斯·莱特如许说:“年夜部门国度在最初采用公制计量单元时城市碰到阻力。人们不肯意粉碎传统,因为这已经是他们认知和节制宿世界的一种体例。”

尽管英制单元在美国饱受诟病,可是计量学家对于公制单元的宣传见效不年夜。难怪,美国闻名科普杂志《公共科学》在评选“最糟糕”的科学职业时,在美国奉行公制单元的计量学家则榜上有名。

注释:

【1】《汉声数学丹青书(全41册+妈妈手册)》由贵州人平易近出书社出书,日期为2013年10月。此中第41本为《英制与公制的换算》(绘本),作者为美国人,(美)明德尔?西托默,乔治?帕比 等著, (美)汤米?狄波拉,唐纳德?克鲁斯 等绘。

【2】1875年5月20日,俄、法、德、美、意等17国交际代表,别离代表本国当局在法国巴黎签订了“米制公约”,这是一项在全球规模内采用国际单元制和包管测量成果一致的当局间和谈。在此次会议上,决议当作立国际计量委员会,设立国际计量局,并按期召建国际计量年夜会。

参考文献

【1】[英]帕特里克?摩尔.《盗火者译丛06 ——火星的故事》[M]. 宋宇莹等译,海说神聊京理工年夜学出书社,2004年版。

【2】新浪网.《科技界8个计较错误悲剧:换算掉误致飞船坠毁》. 中国经济网,2013-11-01。

【3】武际可.《长度单元米的前生当代与将来》. 百科常识,2016年21期。

  • 发表于 2018-01-04 00:00
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