如果想让万年后的⼈得到我的化⽯,最好的办法是什么?
在地球上可以⽤美国的GPS、中国北⽃、俄罗斯的GLONASS这样的卫星星座来进⾏全球的定位和导航,包括⽕箭发射也可以⽤这些系统进⾏纠正路线。
当到了地球以外的空间,可能就需要中继卫星和深空站点完成相应的功能,嫦娥四号探测器在着陆⽉球背⾯主要通过“鹊桥号”中继卫星,美国奥⻄⾥斯等⼩⾏星采集探测器就会借助NASA的深空⽹络站点来进⾏导航和通信,类似的还有恒星导航、惯性导航、光学导航、地标导航等多种⼿段。除了这些还可以通过太空望远镜、恒星指南针来观察星座和恒星的位置来确定⾃⼰的⽅位和⻜⾏⽅向。
卫星上装有陀螺仪和加速度计,来测量加速度和⻆速度最终算出位置,更有⽆线电测距、射频测距等多种辅助⼿段。⽬前也有探测器利⽤先进的激光技术在太空中导航定位和通信。
⽇本“隼⻦⼆号”作为最成功的⼩⾏星探测器,他的成功除了⾃身优秀的探测器设计,还依赖于美国的两⼤技术⽀持,激光⾼度计、中性质⼦和重粒⼦探测仪,前者利⽤激光测量⻜⾏器与⼩⾏星之间的距离和速度,实现对位置和速度的精确测量。
后者让其获得了⻰宫⼩⾏星上的信息,来选择最优的采集样本的位置。最后返回的时候NASA提供追踪技术⽀持。我国天问⼀号也在之后拿下了最新的世界航天奖的年度⼤奖。凭借着没有深空站点⽀持,采⽤⾃主导航和星载测控技术,配合内部惯性导航和星载光学导航系统,实现⾃主计算、调整路线的功能。
再举⼀个例⼦,NASA的深空⽹络(DNS),是⼀个巨⼤的⽆线电天线阵列定位系统,分布在美国的加州、⻄班⽛的⻢德⾥和澳⼤利亚的堪培拉。有了这三个主要站点,NASA就可以与太阳系内任何探测器进⾏通讯。当地球⾃转时,⼀个天线的接收范围消失,则另⼀个天线仍能接收信号。当信号到达探测器时,就会发⽣频率偏移,然后计算机就可以根据这个频率偏移以及信号返回轨道所需的时间,计算出⻜船的速度、与探测器之间的距离。
通过将距离所构成的圆环与太空中的恒星的静态地图进⾏⽐较,天⽂学家计算出不同的位置和速度,他们做的测量越多,计算就越精确,但是第⼀步并不能准确找到,因为拥有相同速度的位置可能不⽌⼀个。然后他们可以将这些测量结果与太阳系中所有天体的轨道地图进⾏匹配,寻找到与⻜船有相同速度、且距离也相符的轨道,从⽽以惊⼈的精确度,得知宇宙⻜船的位置。
智能⼿表之所以具有各种功能,是因为其内置了多种传感器和芯⽚,它们协同⼯作,为实现健康监测功能提供了基础。拿⼼率检测来说,常⻅的智能⼿表是利⽤⼼电传感器(ECG)或光电容积传感器(PPG)实现的。⼈的⼼脏在进⾏活动的时候会产⽣电位变化,俗称⼼电。ECG通过智能⼿表搭载的电极⽚与体表接触,可以捕获到⼼电的变化,再经过算法还原后便可计算出每分钟⼼跳的次数。
PPG则属于光电测量法,⼿表背⾯的LED灯发出绿光射向⽪肤,由于⾎液是红⾊的,所以会反射红光⽽吸收绿光。动脉中的⾎流量会随着⼼脏收缩、舒张呈现周期性变化,绿光的反射强弱也会随之变化。收缩时,⾎红素密度⾼,会吸收较多绿光;舒张时,⾎红素密度低,反射较多绿光,⼿表根据反射光的强弱程度就可以计算出⼼率的⼤⼩了。
与⼼率监测类似,⾎氧监测也是利⽤PPG实现的,只不过它⽤的不是绿光,⽽是红光和红外光。两种光源以不同的时间间隔交替照射到⽪肤上,由于⾎液中的⾎红蛋⽩对这两种光的吸收能⼒不同,因此⼿表可以通过测量光的吸收量,计算出⾎液中⾎氧饱和度。