NASA的PREFIRE卫星即将升空 揭开地球最寒冷地区的秘密

NASA的PREFIRE卫星即将升空 揭开地球最寒冷地区的秘密 美国国家航空航天局(NASA)即将执行的 PREFIRE 任务将部署两颗立方体卫星,利用经过火星测试的技术来提高气候模型的准确性,从而研究地球两极地区的热量损失。资料来源:美国国家航空航天局PREFIRE:绘制极地热辐射地图的任务这些立方体卫星(或称立方体卫星)只有鞋盒大小,是一项名为"PREFIRE"的任务的组成部分。"PREFIRE"是"远红外极地辐射能量实验"的简称。它们配备了在火星上得到验证的技术,目的是首次揭示地球极地热量损失的全部光谱,从而使气候模型更加准确。PREFIRE 由美国国家航空航天局和威斯康星大学麦迪逊分校联合开发,团队成员来自密歇根大学和科罗拉多大学。了解地球的能量预算这项任务始于地球的能量预算。在行星平衡过程中,地球从太阳接收的热能最好与地球系统向太空辐射的热能相抵消。传入和传出能量之间的差异决定了地球的温度,并影响着我们的气候。地球努力维持大气层顶层传入和传出能量总量之间的平衡。这就是所谓的地球能量预算或地球辐射预算。地球接收来自太阳的能量,也向太空发射能量。要使地球温度长期保持稳定(能量预算保持平衡),输入的能量和输出的能量必须相等。如果输入的能量大于输出的能量,地球就会变暖。如果输出的能量大于输入的能量,地球就会变冷。资料来源:美国国家航空航天局极地地区在这一过程中发挥着关键作用,就像地球的散热器翅片。通过天气和洋流对空气和水的搅动,热带地区接收到的热能被转移到极地,在那里以热红外线辐射的形式散发出来也就是你从石英管取暖器中感受到的那种能量。其中约 60% 的能量以远红外线波长流向太空,而这种波长从未被系统地测量过。"PREFIRE 可以缩小这一差距。"位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室的科学家兼此次任务的副首席研究员布莱恩-德鲁因(Brian Drouin)说:"我们有可能发现一些关于我们的星球如何运作的基本问题。"他说:"在气候预测中,很多不确定性来自于我们对南北极的不了解,以及辐射如何有效地发射到太空中。在太空时代的大部分时间里,我们都没有意识到辐射的重要性,但现在我们知道了,并且正在努力测量它。"PREFIRE 任务将把两颗立方体卫星送入太空,研究地球从两极地区吸收和释放多少热量。这些测量结果将为气候和冰雪模型提供信息。图片来源:NASA/JPL-Caltech技术创新与挑战每颗卫星将于 5 月从新西兰发射,发射时间相隔两周,每颗卫星将携带一个热红外光谱仪。JPL 设计的仪器包括特殊形状的反射镜和探测器,用于分割和测量红外光。美国国家航空航天局火星勘测轨道器上的火星气候探测仪也使用了类似的技术来探测红色星球的大气和天气。对 PREFIRE 工程团队来说,将仪器小型化以便安装在立方体卫星上是一项挑战。他们开发了一种缩小设计,针对我们地球上相对温暖的环境进行了优化。这些仪器重量不到 6 磅(3 千克),使用一种叫做热电偶的装置进行读数,类似于许多家用恒温器中的传感器。阳光从北冰洋楚科奇海(Chukchi Sea)的一片片冰上闪过。美国国家航空航天局(NASA)前往地球极地的 PREFIRE 任务将探索气候变暖将如何影响海冰流失、冰原融化和海平面上升。图片来源:NASA/Kathryn Hansen气候变化的原点为了最大限度地扩大覆盖范围,PREFIRE 双胞胎将沿着不同的路径环绕地球运行,在两极附近每隔几小时重叠一次。自 20 世纪 70 年代以来,北极变暖的速度至少是地球上其他地方的三倍。那里的冬季海冰每年减少超过 15900 平方英里(41200 平方公里),与 1981-2010 年的平均值相比,每十年减少 2.6%。地球的另一端也在发生变化:南极洲的冰盖正在以平均每年约1500 亿吨的速度减少质量。这些变化影响深远。海冰的波动影响着极地生态系统,并影响着海洋的温度和环流。格陵兰岛和南极洲一英里厚的冰原融水是 1993 年以来全球平均海平面上升的三分之一原因。威斯康星大学麦迪逊分校教授、此次任务的首席研究员特里斯坦-勒埃奎耶说:"如果改变了极地地区,也就从根本上改变了全世界的天气。极端风暴、洪水、海岸侵蚀所有这些事情都会受到北极和南极正在发生的事情的影响"。为了了解和预测这种变化,科学家们使用了考虑到许多物理过程的气候模型。多次运行模型(每次都在略有不同的条件和假设下运行)会得出一系列气候预测结果。对不确定参数的假设,如两极发出热辐射的效率,会对预测产生重大影响。加强气候模型PREFIRE 将提供一系列气候变量的新数据,包括大气温度、地表特性、水汽和云层。L'Ecuyer 说,最终,更多的信息将为我们提供更准确的变化中的世界:"随着我们的气候模型趋于一致,我们将开始真正了解北极和南极未来的情况。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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NASA发射PREFIRE气候变化立方体卫星 破解地球极地之谜

NASA发射PREFIRE气候变化立方体卫星 破解地球极地之谜 美国国家航空航天局的 PREFIRE 任务使用了两颗立方体卫星,旨在测量地球从两极排放的热量,通过分析地球的能量预算及其对冰、海和天气变化的影响来改进气候预测。该任务的第一颗立方体卫星使用火箭实验室的电子火箭从新西兰发射升空。图片来源:火箭实验室PREFIRE 任务概述美国国家航空航天局的 PREFIRE(远红外极地辐射能量实验)任务由两颗鞋盒大小的立方体卫星(或称立方体卫星)组成,它们将测量地球从地球上最寒冷、最偏远的两个地区向太空辐射的热量。PREFIRE 任务提供的数据将帮助研究人员更好地预测地球上的冰、海洋和天气在气候变暖的情况下会发生怎样的变化。"美国国家航空航天局(NASA)创新性的PREFIRE任务将填补我们对地球系统认识的空白为我们的科学家提供一幅地球极地如何影响地球吸收和释放能量的详细图景。这将改善对海冰消失、冰原融化和海平面上升的预测,从而更好地了解地球系统在未来几年将如何变化这对追踪天气和水变化的农民、在不断变化的海洋中工作的捕鱼船队以及建设抗灾能力的沿海社区来说都是至关重要的信息。"这段视频概述了 PREFIRE 任务,该任务旨在通过扩大科学家对地球在极地辐射的热量的了解来改进全球气候变化预测。资料来源:NASA/JPL-Caltech美国东部时间8:48,地面控制人员成功地与立方体卫星建立了通信。第二颗 PREFIRE 立方体卫星将在未来几天内搭乘自己的"电子"火箭从一号发射场发射升空。在30天的检查期之后,工程师和科学家将确保两颗立方体卫星正常工作,预计这次任务将运行10个月。PREFIRE 任务的核心是地球的能量预算从太阳吸收的热能与地球散发的热能之间的平衡。两者之间的差异决定了地球的温度和气候。北极和南极洲辐射的大量热量是以远红外线辐射的形式发出的,但目前还没有对这类能量进行详细测量。新西兰时间2024年5月25日晚7点41分(美国东部时间凌晨3点41分),火箭实验室的"电子"火箭从新西兰马希亚的1号发射场升空,火箭上载有美国国家航空航天局PREFIRE(远红外极地辐射能量实验)任务的一颗小型卫星。图片来源:火箭实验室环境因素对热辐射的影响大气中的水蒸气含量,以及云的存在、结构和组成,都会影响从地球两极逃逸到太空中的远红外线辐射量。从 PREFIRE 收集到的数据将为研究人员提供有关远红外线能量从北极和南极环境辐射到太空的位置和时间的信息。位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室主任劳里-莱辛(Laurie Leshin)说:"PREFIRE立方体卫星可能很小,但它们将填补我们对地球能量预算知识的一大空白。它们的观测结果将帮助我们了解地球热平衡的基本原理,让我们能够更好地预测在全球变暖的情况下,我们的冰川、海洋和天气将发生怎样的变化"。技术进步与目标任务中的每颗立方体卫星都携带有一种名为热红外光谱仪的仪器,它使用特殊形状的镜子和传感器来测量红外波长。要使这些仪器小型化,以便安装在立方体卫星上,就必须缩小某些部件的尺寸,同时扩大其他部件的尺寸。PREFIRE的首席研究员、威斯康星大学麦迪逊分校的Tristan L'Ecuyer说:"我们的地球正在以人们从未经历过的方式迅速发生变化,在北极这样的地方也是如此。NASA的PREFIRE将为我们提供地球两极发射的远红外线波长的新测量数据,我们可以利用这些数据改进气候和天气模型,帮助全世界的人们应对气候变化的后果。"合作努力美国国家航空航天局的发射服务计划总部设在佛罗里达州的肯尼迪航天中心,该计划与美国国家航空航天局的地球系统科学探路者计划合作,提供发射服务,这是美国国家航空航天局的风险级专用和搭乘共享(VADR)发射服务合同的一部分。PREFIRE 任务由美国国家航空航天局和威斯康星大学麦迪逊分校联合开发。NASA JPL 为该机构的科学任务局管理这项任务,并提供光谱仪。蓝峡谷技术公司建造了立方体卫星,威斯康星大学麦迪逊分校将处理仪器收集的数据。发射服务提供商是加利福尼亚州长滩的 Rocket Lab USA Inc.编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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NASA研究极地热逃逸的PREFIRE任务即将发射

NASA研究极地热逃逸的PREFIRE任务即将发射 美国国家航空航天局(NASA)的 PREFIRE 任务与火箭实验室(Rocket Lab)合作,旨在利用立方体卫星研究地球极地的热损失。该任务计划于2024年5月从新西兰发射,旨在填补我们对极地地区在地球热平衡中的作用、影响全球气候模式和海平面预测的认识方面的重要空白。资料来源:美国国家航空航天局PREFIRE 任务提供的数据将提高我们对北极和南极如何帮助调节地球气候、极地冰川消失的机制以及海平面上升和海冰消失等相关问题的认识。美国国家航空航天局的 PREFIRE 任务将填补我们对地球有多少热量从极地流失到太空的认识空白。通过捕捉只有在太空中才能收集到的两极上空的测量数据,PREFIRE 将使研究人员能够系统地研究地球在远红外线中的热量排放其波长分辨率比以往任何传感器都要精细 10 倍。PREFIRE 的两颗小卫星如图所示为环绕地球飞行的艺术家概念图将测量地球两极地区向太空辐射的热量。这次任务的数据将为气候和冰雪模型提供信息。图片来源:NASA/JPL-Caltech北极和南极通过将最初在热带地区吸收的热量辐射回太空,帮助调节地球气候。但是,对于像北极这样的地区,60%逃逸到太空中的能量的光谱还没有被系统地测量过。要了解极地环境中哪些部分造成了热量损失,以及为什么北极变暖的速度是地球其他地区的 2.5 倍以上,就必须填补这一空白。除了帮助我们了解极地是如何充当地球恒温器的,PREFIRE 对这种热交换的观测还能提高我们对极地冰流失机制以及海平面上升和海冰流失等相关问题的认识。这些仪器将搭载在两颗完全相同的立方体卫星上,每颗立方体卫星搭载一个仪器,在异步、近极轨道上飞行。美国国家航空航天局和威斯康星大学麦迪逊分校共同开发了 PREFIRE 任务。位于南加州的喷气推进实验室为美国宇航局科学任务局管理该任务,并提供光谱仪。蓝峡谷技术公司建造了立方体卫星,威斯康星大学麦迪逊分校将处理收集到的数据。这次发射被火箭实验室命名为"准备,瞄准,PREEFIRE",几周后将进行第二次立方体卫星发射任务。第二次发射被该公司称为"PREFIRE 和冰",也将由一枚"电子"火箭从新西兰发射升空。美国国家航空航天局的发射服务计划选择火箭实验室发射这两个航天器,作为该局VADR(Venture-class Acquisition of Dedicated and Rideshare)合同的一部分。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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NASA PREFIRE计划推迟:极地热量探测任务因强风暴雨推迟发射

NASA PREFIRE计划推迟:极地热量探测任务因强风暴雨推迟发射 美国国家航空航天局(NASA)与火箭实验室(Rocket Lab)合作执行的"PREFIRE"任务,由于新西兰马希亚发射场的恶劣天气条件,现改期至不早于5月25日。该任务的目标是将两颗立方体卫星部署到近极轨道,以调查北极和南极洲的热能损失,计划在第一次发射后进行第二次发射。资料来源:美国国家航空航天局该任务旨在将两颗立方体卫星部署到异步、近极轨道,以调查地球从北极和南极流失到太空的热量。第一颗立方体卫星成功部署后,将计划进行第二次发射。这幅艺术家的概念图描绘了两颗环绕地球轨道运行的 PREFIRE 立方体卫星中的一颗。美国国家航空航天局(NASA)的这项任务将测量地球两极地区向太空发出的远红外线辐射量这些信息是了解地球能量平衡的关键。图片来源:NASA/JPL-CaltechPREFIRE 是 Far-InfraRed 实验中极地辐射能量的缩写,是美国国家航空航天局(NASA)的一项任务,旨在研究地球的热能动态,特别关注有多少热量从北极和南极流失到太空。该任务利用两颗立方体卫星(小型研究卫星),将其部署在异步的近极轨道上。通过测量这些极地地区发出的远红外辐射能量,PREFIRE 旨在加强我们对地球能量平衡的了解,并为气候科学提供宝贵的数据,特别是在了解和预测极地冰层和云层动态变化方面。PREFIRE 收集的数据还将有助于改进气候模型,更准确地预测未来的气候情景。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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NASA和火箭实验室为第二次PREFIRE卫星发射做准备

NASA和火箭实验室为第二次PREFIRE卫星发射做准备 新西兰时间5月25日星期六晚上7:41(美国东部时间5月25日凌晨3:41),美国国家航空航天局(NASA)的PREFIRE(远红外极地辐射能量实验)任务的两次发射中的第一次发射由火箭实验室的电子火箭从新西兰马希亚的一号发射场升空。图片来源:火箭实验室第一颗卫星于新西兰当地时间5月25日晚7点41分(美国东部时间5月25日凌晨3点41分)由一枚名为"准备、瞄准、PREEFIRE"的电子火箭从新西兰马希亚的一号发射场成功发射。火箭实验室正在准备第二枚"电子"火箭,名为"PREFIRE and Ice",也将从新西兰的一号发射场发射。这幅艺术家的概念图描绘了两颗环绕地球轨道运行的 PREFIRE 立方体卫星中的一颗。美国国家航空航天局(NASA)的这项任务将测量地球两极地区向太空发出的远红外线辐射量这些信息是了解地球能量平衡的关键。图片来源:NASA/JPL-Caltech这些小型 PREFIRE 卫星将填补我们对地球有多少热量从极地流失到太空的认识空白。这项任务将使研究人员能够系统地研究地球在远红外线中的热量排放其波长分辨率比以往任何传感器都要精细 10 倍,并提供有关海冰流失、冰层融化和北极变暖的线索。美国国家航空航天局和威斯康星大学麦迪逊分校共同开发了 PREFIRE 任务。位于南加州的喷气推进实验室为美国宇航局科学任务局管理该任务,并提供光谱仪。蓝峡谷技术公司建造了立方体卫星,威斯康星大学麦迪逊分校将处理收集到的数据。美国国家航空航天局的发射服务计划选择火箭实验室发射这两个航天器,作为该局VADR(Venture-class Acquisition of Dedicated and Rideshare)合同的一部分。像PREFIRE这样的立方体卫星是技术和结构创新的理想平台,有助于NASA的科学研究和技术开发。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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美国国家航空航天局的PACE即将开始工作 揭开地球的微观奥秘

美国国家航空航天局的PACE即将开始工作 揭开地球的微观奥秘 2024年2月8日,美国国家航空航天局(NASA)最新的地球科学卫星在佛罗里达州卡纳维拉尔角太空站成功发射。这张照片拍摄于美国东部时间凌晨1:33,SpaceX公司的猎鹰9号火箭携带NASA的PACE(浮游生物、气溶胶、云层、海洋生态系统)航天器升空。在距离地球数百英里的高空,PACE将研究微小的、通常看不见的东西的影响:水中的微小生命和空气中的微小颗粒。美国国家航空航天局地球科学部主任卡伦-圣杰曼(Karen St. Germain)说:"PACE任务将利用太空独特的有利位置,研究一些可能产生最大影响的最小事物。"通过将高光谱仪和偏振计结合起来,PACE 将深入了解海洋和大气之间的相互作用,以及不断变化的气候如何影响这些相互作用。2024 年 1 月 21 日大地遥感卫星 9 号上的陆地成像仪 2 号拍摄的南澳大利亚海岸浮游植物大量繁殖的卫星图像。海洋中的微小浮游植物可以发展成足以从轨道上看到的大量繁殖。例如,大地遥感卫星9号上的OLI-2(Operational Land Imager-2,陆地成像仪2号)拍摄的这张自然彩色图像(上图)显示了南澳大利亚海岸附近的浮游植物群。但是,仅凭卫星图像,科学家们还无法确定是哪种浮游植物构成了像这样的水华。PACE 的高光谱OCI(海洋色彩仪器)将测量海洋和其他水体的紫外线、可见光和近红外线光谱。这将使科学家能够跟踪浮游植物的分布情况,并首次从太空中确定每天在全球范围内出现的浮游植物群落。科学家和沿海资源管理者可以利用这些数据帮助预测渔业健康状况、跟踪有害藻类的繁殖情况并确定海洋环境的变化。该航天器还携带了两台偏振计仪器,用于探测阳光如何与大气中的微粒相互作用。这些数据可以为研究人员提供有关大气气溶胶和云层特性以及地方、区域和全球范围内空气质量的新信息。几十年来,美国国家航空航天局(NASA)一直在从太空研究气溶胶观测它们的位置和丰度但是,AACE 及其SPEXone和HARP2极地测量仪将改变这一游戏规则。这些仪器将揭示气溶胶的形状和大小,帮助科学家回答气溶胶从何而来以及如何影响地球系统其他部分的问题。美国国家航空航天局的 PACE(浮游生物、气溶胶、云层、海洋生态系统)航天器在地球上空运行。图片来源:NASA GSFC2 月 8 日发射后,航天器成功地与地球上的地面站取得了联系,为团队提供了有关其发射后状态、健康、运行和能力的早期读数。在未来几周内,将对 PACE 的发射后评估进行全面审查,以确定其是否已做好进入任务运行阶段的准备。照片由 NASA 提供。美国国家航空航天局地球观测站的图片,由 Lauren Dauphin 使用美国地质调查局的 Landsat 数据拍摄。视频:Ryan Fitzgibbons (KBRWyle)/NASA 戈达德太空飞行中心/科学可视化工作室。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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NASA立方体卫星舰队ELaNa 51将探测宇宙事件和分析地球水资源

NASA立方体卫星舰队ELaNa 51将探测宇宙事件和分析地球水资源 美国国家航空航天局立方体卫星发射计划(NASA's CubeSat Launch Initiative)的四颗立方体卫星将用于改善太阳能、探测宇宙事件和分析地球水资源,从而为全球农业和环境研究提供帮助。图片来源:NASA/JPL-Caltech美国国家航空航天局的立方体卫星发射计划正在向国际空间站(ISS)发送一组四颗小型卫星,称为立方体卫星(ELaNa 51)(纳米卫星教育发射)。这些小型有效载荷由美国国家航空航天局(NASA)和大学共同开发,将从低地球轨道部署。这些卫星环绕地球飞行后,将有助于展示和成熟旨在改进太阳能发电、探测伽马射线暴、确定作物用水量以及测量根区土壤和积雪湿度的技术。这套卫星将搭乘太空探索技术公司(SpaceX)的猎鹰9号(Falcon 9)火箭和龙飞船(Dragon),为该公司为美国国家航空航天局(NASA)执行的第30次商业补给服务任务提供额外的科学、乘员补给和硬件。火箭将于美国东部时间 3 月 21 日星期四下午 4:55 从佛罗里达州卡纳维拉尔角太空站的 40 号太空发射场升空。图为NASA工程师朱莉-考克斯和凯特-加萨韦在爆立方航天器上安装太阳能电池板。这项工作是在马里兰州格林贝尔特美国宇航局戈达德太空飞行中心的立方体卫星实验室进行的。图片来源:NASA/Sophia Roberts内布拉斯加州的第一颗立方体卫星是"大红卫星-1"(Big Red Sat-1),其目的是研究和改进太阳能电池的发电能力。它是由内布拉斯加大学林肯分校工程系本科生指导的初中和高中学生团队建造的。这颗卫星的尺寸为 1U,即一个单位(约四英寸见方),将对 Perovskite 电池进行测试,这是一种新型太阳能电池,可在阳光直接照射和不直接照射的情况下提高发电量。研究小组将把这种电池的发电量与同样搭载在立方体卫星上的砷化镓太阳能电池的发电量进行比较。如图所示,BurstCube 将围绕地球运行,寻找短伽马射线暴。图片来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心概念图像实验室BurstCube是美国宇航局研制的一颗6U立方体卫星,旨在搜索天空中短暂的高能闪光,如伽马射线暴、太阳耀斑和其他硬X射线瞬变。长伽玛射线暴和短伽玛射线暴是恒星的残余物,可能是宇宙中一些最强大的爆炸(如大质量恒星的坍缩或碰撞)或中子星与黑洞碰撞时产生的。BurstCube将使用一种新型的紧凑型低功耗硅光电倍增管阵列来探测这些难以捉摸的光爆发。有了探测这些来自太空的短暂闪光的能力,BurstCube 可以帮助提醒其他天文台注意宇宙中发生的变化。天文学家也能从这些信息中获益,因为这些爆发是发现引力波的重要来源。SigNals of Opportunity P-band Investigation(简称 SNoOPI)是一颗技术示范立方体卫星,旨在改进全球范围内地下根区和雪堆内水分水平的探测。根区土壤水分和雪水当量在水文循环中起着至关重要的作用,影响着农业粮食生产、水资源管理和天气现象。当科学家了解了土壤中的水量后,就能准确预测作物生长情况,提高灌溉效率。6U 立方体卫星由美国国家航空航天局、印第安纳州普渡大学、密西西比州立大学和美国农业部合作开发。夏威夷大学马诺阿分校的 HyTI(高光谱热成像仪)是这套小型卫星中的第四颗,也是一颗 6U 立方体卫星,旨在研究水源。HyTI 是与美国国家航空航天局(NASA)合作开发的,用于绘制灌溉和雨水灌溉耕地的地图,是一项探路者示范项目,包含高光谱成像仪、时间分辨率热红外成像焦平面技术和高性能星载计算,有助于更好地了解世界主要作物的用水情况和水分生产率。有了这些工具,HyTI 可以帮助人们更详细地了解水的流动、分布和可用性及其在时间和空间上的变化,这对全球粮食和水安全问题是一个重要贡献。这些有效载荷是通过美国国家航空航天局的 CSLI 挑选出来的,CSLI 为美国教育机构、有教育/外联内容的非营利组织、非正规教育机构(博物馆和科学中心)以及美国国家航空航天局中心提供了低成本进入太空的机会。一旦选定立方体卫星,NASA 的发射服务计划就会将它们与最适合作为辅助有效载荷搭载它们的发射装置配对。编译自/scitechdaily ... PC版: 手机版:

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