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2002.06.17

 总第 56 期

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本期目录
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星宇迷尘
隐身技术
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文明星火
风雨丝绸路（三）
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地球故事
唯一的家园（九）
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科技之光
卫星电视无障碍
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科学断案
狮子的微笑

【星宇迷尘】
隐身技术
　 　1991年1月17日凌晨，伊拉克首都巴格达的人们还处在香甜的睡梦中，几架外形奇特、颜色漆黑的飞机从基地起飞以后，悄无声息地进入伊拉克的领空，并 突然出现在巴格达的上空，向着位于市中心的通讯大楼投下了精确制导的激光制导炸弹，四十五分钟以后，巴格达的空袭警报才响起。成功完成这次空袭任务的神秘 飞机便是美国空军鼎鼎大名的隐形飞机F-117。F-117早在1989年12月美国入侵巴拿马战争中就已经使用过，直到这次海湾战争才充分体现了隐形飞 机的军事价值：战争期间，设防严密的巴格达市内95%的目标都是由F-117在夜间进行轰炸的，并且在执行任务的过程中没有损失一架F-117。这所有的 一切都归功于F-117所采用的隐身（或隐形）技术。

　　隐身技术的专业定义是：在飞机研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击的专门技术，当前的研究重点是雷达隐身技术和红外隐身技 术。简言之，隐身就是使敌方的各种探测系统（如雷达等）发现不了我方的飞机，无法实施拦截和攻击。早在第二次世界大战中，美国便开始使用隐身技术来减少飞 机被敌方雷达发现的可能。下面主要来看一看雷达隐身技术是怎样实现的。
　 　雷达是利用无线电波发现目标，并测定其位置的设备。由于无线电波具有恒速、定向传播的规律，因此，当雷达波碰到飞行目标（飞机、导弹等）时，一部分雷达 波便会反射回来，根据反射雷达波的时间和方位便可以计算出飞行目标的位置。由此可见，飞机要想不被雷达发现，除了超低空飞行避开雷达波的探测范围外，就得 想办法降低对雷达波的反射，使反射雷达波弱到敌人无法辨别的地步。这里有一个衡量飞行器雷达回波强弱的物理量：雷达散射截面积（英文名称Radar Cross-Section，缩写为RCS），是指飞机对雷达波的有效反射面积，雷达隐身的方法便是采用各种手段来减小飞机的RCS。例如美国的B-52 轰炸机的RCS大于100平方米，很容易被雷达发现，而与其同类的采用了隐身技术的轰炸机B-2的RCS约为0.01平方米，一般雷达很难探测到它。

　　目前用来减小飞机RCS的主要途径有两种：一是改变飞机的外形和结构，二是采用吸收雷达波的涂敷材料和结构材料。

　　由于一般飞机的外形比较复杂，总有许多部分能够强烈反射雷达波，象发动机的进气道和尾喷口、飞机上的凸出物和外挂物、飞机各部件的边缘和尖端以及所有 能产生镜面反射的表面，因此必须对飞机的外形和结构做较大的改进。我们可以看到隐身飞机的外形十分独特，如F-117基本上是由平面组成的角锥形体，尾翼 为V形；而B-2则是前缘后掠、后缘为大锯齿形，没有机身和尾翼，整个飞机向一个大的飞翼，其发动机进气道布置在机体上方，没有外挂物突出在机体外面。此外，为了进一步减小飞机的RCS，还在机翼的前后缘、进气道唇口部分采用了能够吸收雷达波的材料，整个飞机表面涂以黑色的吸收雷达波的涂料。

　　虽然隐形飞机能够在相当大的程度上隐身，但只是针对一般的探测设备而言，还有许多方法都可以发现隐身飞机。在1999年3到5月美国对南联盟实施轰炸 的时候，南联盟防空军就曾经击落了美国的一架F-117A战斗轰炸机。此外，有得必有失，隐形飞机的隐身能力是以牺牲机动性作为代价的，而且造价也十分昂 贵。

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【文明星火】
草原丝路路漫漫
　　丝绸之路连通了中国和欧非大陆，十九世纪，德国地质学家首次将这条最初运输丝绸的交通要道称为“丝绸之路”。

　　中国的丝绸之路早在公元前已分为海陆两路。就陆路而言，有西汉张骞开通西域的官方通道“西北绿丝绸之路”、长城以北充满着血腥和暴力的“北方草原丝绸 之路”和四川云南山道崎岖的“西南丝绸之路”。而“海上丝绸之路”因转运的大宗商品多为香料又称为“海上丝香之路”。这样，丝绸之路实际上有4条之多。

　 　在德国南斯图加特的霍克杜夫村，发掘了一座公元前500多年的凯尔特人墓葬，内有用中国蚕丝绣制的毛布绣品。1949年，原苏联考古学家在戈尔诺·阿尔 泰斯克自治省的一座巨墓中发现了保存得很好的丝织品，并于其中发掘出精致的中国刺绣褥面，上有用彩色丝线以锁绣法绣出的杂处于花枝间的凤凰图案，时间为公 元前478年。这一丝织品与新疆1978年发现的刺绣技法和图案的风格一致，说明早在公元前五世纪，已有一条从黑海北岸经土耳其平原、哈萨克丘陵到准噶尔 盆地、河套地区以及蒙古高原的草原之路，将这一广大地区联系了起来。古老的斯基泰人在开拓和维护这条道路方面，发挥过重要的作用。

　　希腊史学家希罗多德（Herodotus，公元前484-425年）在公元前五世纪所著的《历史》一书中，曾隐约提到这条古道。书中说，从黑海边顿河 上游的商业市场开始，有分布在南俄罗斯的西梅里安人，向东有斯基泰人，东北经萨乌罗马泰伊人居住的地区，再到布迪诺伊人住地，然后经过人烟稀少的荒漠，再 向东，就到了杜萨该塔依人的住地，这是以狩猎为生的玉尔卡依民族，再向东，就是一支谋叛了斯基泰王族而迁徒到遥远东方的斯基泰人的居留地。经过这里，走过 一段荒凉的地界，就到了一座高山下，这里住着秃头民族。最后是依赛顿人。后来的学者认为，希罗多德记述的这座高山，即指阿勒泰山，秃头民族，很可能指的是 东方的蒙古人种。该路线所经之处，相当于由今顿河以东，渡伏尔加河、乌拉尔河、恩巴河，过咸海北岸，东南转向锡尔河和楚河，然后沿伊犁河进入天山北麓。

　　这条路的起点为希腊。公元前五世纪，中国丝绸已成为希腊上层社会喜爱的衣料，希腊史学家克特西亚斯最早在其著作中提到赛里斯国。由希腊语和拉丁语演化 出来的赛尔、赛里、赛里克、赛里亚、赛里斯、赛里可斯，以及后来英语的锡尔克（silk）、俄语的旭尔克，都是丝绸的意思，皆来源于中国“丝”字的谐音。

　　这条路的终点是蒙古高原。处在中国北方的蒙古民族，自古十分强悍。一待水草丰茂、人马健壮，就对南方进行残酷的掠夺。当时华北是我国蚕丝的主产区，丝 绸是质轻、华丽的珍贵物品，掠夺容易，自然受到蒙古民族的特别垂涎。他们以掠夺来的丝绸作为与斯基泰人交换黄金的媒介，自此吸引东来的商人络绎不绝。

　　美丽的草原，华贵的商人，精致的丝绸。但这一切掩盖不了草原丝路的血腥和暴力的本质。从蒙古族开始，匈奴、突厥、回纥、契丹各族都以武力从中原地区掠夺丝绸，然后沿草原丝路贩卖到西方。

　　在这条通道的最南边，有一条支路曾起过非常突出的作用。即：经河套西行，经居延海，沿河西北山、马鬃山北麓，至哈密、吐鲁番等地，从此西行。在宋、辽、金、西夏对峙时期，其它交通线路均难以顺利通过，商人便利用此路线东西往来。

　　成吉思汗统一蒙古诸部并建立了蒙古汗国后，蒙古骑兵驰骋于亚欧两洲的广大地区，冲破了往昔各国的疆界，并在此辽阔的领域内，广设驿站，把各地联结了起 来，使东西方陆上交通畅行无阻，历代被各民族割据、阻断的古丝绸之路重新开通，草原丝路重又焕发青春。

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【地球故事】
那一片碧海
　　“海上生明月，天涯共此时。”张九龄心中的海是安静的，充满柔情，所以遥远的思念可以驰骋得很远。同样是一轮明月高挂，离家愈近，方鸿渐的心愈是彷徨，看到的是泛着油光的黑糊糊的海。

　　每个人心中都有一个只有他才可以读懂的海的模样，那现实的海呢？需要你贴近心，听听它的呼吸。

　　看看海

　　地球表面71%是海洋，它是地球上连续分布的咸水体的总称。海洋的总面积约为3.61亿平方公里，平均深度3800米，最大水深11034米。全球海洋总体积约为13.7亿立方千米。海水占地球总水量的97%。

　　海底地形复杂，有巨大的沙漠，有延绵的群山，许多地方栖息着海洋中的植物和动物。海底最为壮观的区域是热带海洋中的珊瑚礁，那里也是最能体现海洋生物多样性的区域。

　　海洋中的生物种类有：自养细菌、浮游植物、底栖植物、浮游动物、底栖动物、大型无脊椎动物、鱼类和海洋哺乳动物等，它们相互之间构成循环状的食物链。海洋中大量的生物群落与特殊的海洋环境构成了海洋生态系统。

　　海与人
　　海洋给人类提供的主要物产有：1）海洋食品；2）海盐；3）矿物资源。

　　海洋对人类的其它重要功能还有：

　　维持大气中的氧浓度和调节气候。海洋中的浮游生物能大量吸收二氧化碳，它们产生了地球上70%的氧气；

　　蒸发水分，为陆地提供降雨；

　　提供海洋能源（潮汐可以被利用来发电）；

　　提供独特的海岸和海洋景观。

　　海病了

　　人类活动是引起海洋污染的原因。会引起海洋严重污染的人类行为主要有：

　　装载原油或其它有毒化工原料的大型船只的泄漏；将有毒有害工业废料或核废料向海洋倾倒；

　　把大量的工业污水和生活污水直接排入海洋；

　　把海洋作为垃圾倾倒场。

　　污染对海洋的危害会引起多方面严重的后果，影响面涉及到人类健康、海洋生态，甚至地球气候的维持问题，举例如下：

　　污染会使海洋食品聚积毒素，人食用后得病；

　　污染会使海产大大减少，危及人类的食物来源；

　　污染会毒害海洋中大量的浮游生物，引起它们死亡，使海洋重要的吸收二氧化碳的功能减弱，这会加速地球上温室效应的发展；

　　污染会极大地伤害海洋生物的健康，甚至使它们发生畸变、不育以至种群灭绝，由此破坏整个海洋生态。

　　救救海

　　海洋污染是由人类造成的，要成功地保护海洋，人类必须遵守以下原则：

　　严禁向海洋倾倒任何有毒有害废料；

　　所有的工业和生活污水必须处理后才能排放入海；

　　加强在陆地上对垃圾管理、处理和资源化，不把海洋作为垃圾倾倒场。

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【科技之光】
卫星电视无障碍
　　相信很多的人都喜欢看凤凰卫视和湖南卫视的节目，因此对卫星电视这个概念并不陌生。不过，虽耳首熟能详但其中的道理是否略知一二？

　　在普通广播电视系统中，发射站是用大功率的天线将代表节目内容的无线电波发射到周围地区，用户使用一个非常小的天线进行接收，然后在家庭电视上播映。 但由于无线电波频率高，波长短，遇到障碍时的绕射能力很弱，一般都以直线形式进行传播，所以要想接收到电视信号，用户位置必须在发射天线的直线射程内。即 便如此，因为发射站是架在地面上的，不可避免地要受到地形地物的影响，即使一些小的障碍物，例如树或者小建筑物不会对信号传输发生干扰，某些大型障碍物例 如高山、摩天大楼也会反射掉部分无线电波，使信号变弱或者失真；再退一步即使不考虑高山等的影响，由于地球有一定的曲率也会给收、发站之间的距离带来限 制。由图01可以看出只考虑地球影响时，发射塔越高传输距离就越远。通过计算得出当塔高为50m时，传输距离只有50km。因此长距离传输时，必须在中间 修建中继站（如图02），造价上升，而且经过多次转接，信号质量必定会受到影响；还有在某些场合下例如从海南岛到西沙群岛，虽距离不远，但在海上建站却难 以实现。

　　而卫星电视解决了这一问题。

　　卫星电视系统基本可分为五个部分：信号源、信号发射中心、卫星、卫星信号接收器和电视信号接收器。

　　信号源，也就是节目制作中心，作用是提供播出节目信号的频道。卫星信号提供商并不自己制作原始节目，他们向其它公司（如HBO或者ESPN）购买其节 目的卫星转播权。如此看来，卫星电视信号提供商就好像是用户与实际节目员之间的接头人，这和有线电视在本质上相同的。

　　信号发射中心是整个系统的核心部分，主要作用是将卫星信号商接收来的电视节目信号加以处理进行调制、滤波、中放、上变频和微波高功率放大后，经天线发 向地球同步卫星。与此同时它还要接收经卫星转发的电视信号，用以监测卫星转播节目的质量。为了避免与地面微波之间的干扰，多选址在远离电磁干扰的郊区或环 山之处，因此和电视节目制作中心有一定的距离，需要利用站外线路传输电视信号。例如，由中央电视台制作的电视节目，要先经电缆或微波线路传至长途电话局， 再经短程微波线路传送到郊区的信号发射中心，最后经发送设备和大口径天线发向卫星。

　　卫星是位于距地面37500公里高空的地球同步卫星，作用是接收来自信号发射中心的电视信号，经放大、变频以后，以下行频通过增大卫星转发器的发射功率（100－200W），增强天线方向性（波束宽度为2o－3o），向本国或某一区域转播电视节目，可大大提高全向有效辐射功率，使地面个体用户只需用0.6－1.5米的天线接收。许多卫星都有多个转发器或电视频道，各发射中心可占用不同的频道分别转发各自的节目，供地面卫星接收站选择接收。

　　卫星信号接收器其实是一种精确指向某一特定卫星的接收天线，通常由一个碗形曲面和中央一个传输器组成。接收信号时控制器首先使信号通过中央的传输器， 到达碗形曲面后再被聚焦成一个非常细的信号束。要完成以下四个任务：（1）解码，为此接收器应该配备与节目制式相匹配的解码芯片，通过卫星信号接收站可以 和卫星电视转发器互相沟通，及时调整它的解码程序。有时转发器也会发出许多信号以干扰非法解码，类似于我们经常所说的电子对抗；（2）接收来自电视台的视 频信号进行体制转换，形成卫星电视的基带视频信号；（3）从多通道卫星信号中选择特定频道，即通过调节接收器的通道设置，将与之对应的频道信号传送到电 视。由于接收器一次只能发送一个频道的信号，所以不能在录制一个节目的同时收看另一个节目，也不可以在连在一个接收机的两台电视上看不同的节目；（4）接 收并跟踪“按时计费”的节目，周期性地与卫星转发器控制中心的电脑联系，进而计算收费信息。

　　电视信号接收器将信号处理后传送到标准电视机中，用户即可欣赏丰富的卫视节目。

　　信号的接收主要有以下四种类型：

　　（1）个体接收。当卫星向服务地区转发的电视信号到达地面的功率通量密度足够大时，用户可用小型廉价的天线和卫星接收机直接收看电视节目。这时接收系 统由天线、低噪放大及下变频组件、功率分配器、能进行频道选择的调谐器及监视器组成。通常用于建筑密度较小，相对开阔的农村地区，为了减小溃线损耗，通常 都是把低噪声放大及下变频组件作为室外单元配置在天线上。

　　（2）集体接收。用较高级的天线与卫星接收机收转电视信号，并能获得高质量图像和声音信号，然后利用地面网络分配给各个用户收看。

　　（3）无线收转。主要用来接收卫星转发的电视信号，作为电视节目源，供该地区的电视台或转播台进行转播。首先利用低噪声接收机接收卫星转发的信号，其 次由于卫星体制与地面电视广播系统不同，需要将调频信号转换为残留变带调幅信号，然后再经发射机发射，供本服务区内的用户收看。

　　（4）电缆网络收转站　利用接收机接收并进行调制方式的转换后，再经同轴电缆将VHF和UHF调幅电视信号分送到各个用户。

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【科学断案】
狮子的微笑
　　全明星大马戏团昨天晚上在凤凰城首次公演时，发生了一桩骇人听闻的惨案。女演员娜娜在把头伸进狮子的嘴巴时，狮子先是做出了一个仿佛是微笑的表情，随后一口咬断了她的脖子。

　　案发之后，人们议论纷纷。在以前的其它地方的多次演出中，这头狮子表现良好，从来不会伤人。演出前它吃得饱饱的，不会是因为饥饿，而且它也不是在发情期内，只能是有人故意做了手脚。

　　那么，究竟这人用什么方法使一头驯服的狮子兽性大发呢？
上期答案
　　杰克是伪造遗嘱进行讹诈。遗嘱不可能签署于11月31日夜1点，因为11月只有30天。

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