第25章 天王星冒險傳奇(第3/5 頁)

冰粒構成 。

- 探索研究：1986年，旅行者2號探測器飛越天王星，研究了其大氣等情況。2023年，詹姆斯·韋布空間望遠鏡捕捉到了天王星光環影象 。

旅行者2號探測器獲取了以下關於天王星的資訊：

大氣與外觀

- 發現天王星表面有數千公里厚的大氣，表面溫度在零下180c以下。

- 其大氣主要由氫、氮和甲烷組成，甲烷吸收紅光，使天王星呈現淡藍綠色的外觀。

內部結構

- 探測到天王星的內部由水、氨和甲烷冰構成，與木星和土星主要由氣體組成的結構不同。

磁場與磁層

- 發現天王星的磁層極為不對稱，似乎缺少等離子體，且具有異常強烈的高能電子帶。

- 其磁軸與自轉軸之間存在59度的傾角，磁場中心也偏離了行星中心，這種現象在太陽系其他行星中前所未見。

衛星與環

- 發現了11顆新衛星和2個新的環。

- 觀測到一些衛星表面有峽谷和山脊，暗示著過去可能發生過地質活動。

氣候與天氣

- 探測器飛越正值天王星的春分點，太陽直射其赤道，照亮行星兩極，為觀察其氣候和大氣狀況提供了最佳時機。

- 發現了天王星上的極光現象。

旅行者2號探測器收集和傳輸資料的方式如下：

資料收集

- 科學儀器探測：它搭載了多種科學儀器，如用於觀測行星大氣成分、溫度、壓力等的大氣探測器，測量行星磁場強度、方向和變化的磁強計，探測行星及其衛星表面地形、地貌和地質結構的成像裝置，以及分析宇宙射線、太陽風粒子等的粒子探測器等，這些儀器可將探測到的物理量轉換為電訊號或數字訊號進行收集。

- 遙感觀測：透過搭載的遙感裝置，對天王星及其衛星進行遠距離觀測，收集它們反射或發射的電磁波資訊，包括可見光、紅外線、紫外線等波段的資料，以瞭解其表面特徵、大氣狀況等。

資料傳輸

- 高增益天線定向傳輸：旅行者2號裝備了直徑達3.7米的拋物面高增益天線，利用電磁波中的S波段和x波段與地球上的巨型拋物面天線進行定向通訊。

- 編碼與調製：對收集到的資料進行編碼和調製，將數字訊號轉換為適合在無線電通道中傳輸的形式，然後透過高增益天線向地球傳送。

- 地面深空網路接收：地球上的美國國家航空航天局（NASA）深空網路發揮著關鍵作用，它由分佈在全球不同地點的大型射電望遠鏡組成，包括美國、西班牙和澳大利亞的天文臺，這些望遠鏡協同工作，能夠實時跟蹤旅行者2號的位置，接收其傳送的資料訊號，並將資料傳輸到地面控制中心。

天王星衛星的部分發現如下：

數量與命名發現

- 數量增加：隨著觀測技術的不斷進步，天王星已知衛星的數量在不斷增加。1787年，威廉·赫歇爾發現了天王星的前兩顆衛星——奧伯龍和泰坦尼亞；1851年，威廉·拉塞爾發現了天衛一和天衛二；1948年，傑拉德· Kuiper發現了天衛五；1986年，旅行者2號探測器發現了10顆新衛星；之後，透過哈勃空間望遠鏡和地面望遠鏡又陸續發現了一些衛星，截至2024年，已知天王星有28顆衛星。

- 命名規律：天王星的衛星大多以莎士比亞作品中的角色命名，只有少數幾顆衛星的名字取自亞歷山大·蒲柏的作品。

物理特徵發現

- 地表特徵多樣：透過探測器觀測，發現天王星衛星的地表特徵豐富多樣。如天