兩塊金屬放在一起就粘住了，這不是夢話

宇宙中有哪些超乎一般人想像的現象？

十一點半，暫無簡介

很多答案中都提到了宇宙的尺度、光速、星系這些宏觀上的東西，那麼答主在這裡講幾個小現象吧。

這些小細節講出來可能不如星系的尺寸和構成那麼氣勢磅礴，但它們卻是人類在探索太空的過程中需要去直接面對和克服的。

好，我們開始。

1）在宇宙真空環境中，兩塊裸露的同類金屬在接觸後會相互粘合，好像被焊接在一起一樣。這個現象被稱之為『冷焊』（Cold Welding）。

史上最具幽默感的物理學家費曼（Richard Feynman）曾經形象地解釋道，這種現象的產生是因為『在真空中，處在接觸面兩邊金屬原子之間沒有任何物質將它們隔開，所以這些金屬原子「無法知道」它們其實是屬於兩塊獨立的金屬的。』

而在大氣環境中，由於空氣的存在和金屬表面氧化物的存在，兩塊金屬即使相互接觸後也不會粘合在一起。

在人類探索太空的過程中，對這個小細節的忽視曾經引發過巨大的麻煩。

1989 年 10 月 8 日，NASA 發射了一顆名為『伽利略號』的探測器，它的主要任務是對木星及其衛星進行觀測。

其他很多答案中已經講過，我們平時看到的太陽系示意圖中，行星間的距離全都不是按照比例繪製的。木星與地球之間的距離比這些示意圖上所顯示出來的要大得多。如果我們按照真實比例繪製一張太陽系示意圖並把地球畫成一元硬幣那麼大的話，那麼月球將在距離地球 0.75 米的地方，而木星大約在 1.5 公里外。即使以光速航行，從地球到達木星也需要 43 分鐘才能到達。

為了到達如此遙遠的一個地方，科學家們為伽利略號設計了一條非常複雜的航行路線：

圖片中的粗實線就是伽利略號的航行路線。伽利略號於 1989 年 10 月 18 日從地球發射後，在 1990 年 2 月份經過金星附近並利用金星的引力進行了第一次加速，然後又分別在 1990 年和 1992 年兩次經過地球並進行了兩次加速。在這之後，它將經過三年的飛行後到達木星軌道。

為了能在這樣遙遠的距離上與伽利略號之間進行數據傳輸，工程師們為它裝備了一個巨大的主天線（High-gain Antenna）。下面的圖片中，位於探測器上方雨傘一樣的部件就是這個主天線。

由於伽利略號的航行路線中最初的一段距離太陽比較近，為了避免這個主天線在太陽照射下損壞，它在航程的前半段一直保持著收起的姿態，就好像一把合起來的雨傘。按照計劃，當伽利略號運行到距離太陽較遠的時候，也就是 1991 年 4 月時，地面控制中心才會通過遠程指令將這個主天線打開。當主天線打開後，它在太空中看起來會是這個樣子的（藝術家想像圖）：

1991 年 4 月 11 日，當控制中心向伽利略號發送打開主天線的指令後，卻發現主天線並沒有完全打開。此時的伽利略號離開地球已經一年半了，地面上的科學家們只知道天線沒有按照計劃打開，至於天線究竟出了什麼故障，是無法直接觀察得到的。

科學家們只能利用伽利略號傳回來的飛行姿態等有限數據，在地球上使用一模一樣的複製品進行分析和模擬。排除掉種種可能性後，科學家們最終發現了故障的原因：在伽利略號發射升空之前，它在地面上經歷了數次運輸和測試，在這些過程中，覆蓋在幾根骨架上的潤滑物質和氧化層在摩擦的作用下被過早地磨損掉了。在進入太空後，有三根骨架和其他金屬部件在『冷焊』的作用下被粘結到了一起，伽利略號上的天線開啟裝置已經不具備足夠的動力將它們打開。

這顆耗資十幾億美元，從開始設計到預計任務結束耗時 25 年的探測器眼看就要變成一塊太空垃圾。

在這個時候，已經不可能有人或者機器能夠追得到這顆探測器對它進行維修了。地球上的工程師們只能想法設法利用探測器上已有的部件將天線打開。

首先，他們試著通過遠程指令將探測器進行旋轉，使天線依次面朝和背離太陽的方向，希望溫度差所產生的應力可以讓骨架彈開。但是在經過了 7 次循環後，主天線還是沒能打開。

接下來，工程師們嘗試了旋轉伽利略號另一個較小的天線來撞擊探測器，期望由此產生的振動可以讓骨架彈開。經過 6 次撞擊後，這種方法也失敗了。

最後，工程師們將探測器上用來打開的主天線的驅動器以特定的頻率反覆開啟，以此增大它所能提供的最大動力。但是這種方法也失敗了。

所以，這個主天線直到最後也沒能完全打開。

不幸中的萬幸是，伽利略號上還有一個備用的低增益天線（Low-gain Antenna）。儘管它的傳輸帶寬只有主天線的萬分之一左右（8 to 16 bits per second），但人們這時也只能使用它進行數據傳輸了。不過，由於地面接收技術以及信息壓縮技術的進步，最終這個帶寬又被提高了到了主天線的百分之一左右（1,000 bits per second）。從 1991 年直到 2003 年伽利略號任務結束之時，人們都只能使用這個大打折扣的低增益天線進行數據傳輸，儘管 NASA 聲稱伽利略號最終依然完成了 70% 的科學任務。

引起這個大麻煩的，正是前面提到的『冷焊』這個小現象。