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：

美国国家航空航天局"PACE"走完漫长而曲折的发射之路 成功升空

美国国家航空航天局"PACE"走完漫长而曲折的发射之路 成功升空 美国东部时间2月8日星期四凌晨1:33，NASA的PACE（浮游生物、气溶胶、云层、海洋生态系统）航天器搭乘SpaceX公司的猎鹰9号火箭从卡纳维拉尔角太空站的40号太空发射综合体发射升空。图片来源：美国国家航空航天局电视台美国太空探索技术公司（SpaceX）的猎鹰9号火箭将从卡纳维拉尔角太空站发射升空，携带刚刚发射的PACE卫星，即浮游生物、气溶胶、云层海洋生态系统的简称。一旦进入地球上空 676 公里（420 英里）的轨道，这颗最新加入 NASA 地球观测器舰队的卫星将用100 多种波长的光 观测海洋和陆地表面，从红外线到可见光谱再到紫外线。它还将通过观察光的反射和散射（使用一种类似于通过偏振太阳镜观察的方法）来检查空气中的微小颗粒。结合新卫星的测量结果，科学家和市民将能更详细地了解海洋表面附近的生物、大气中气溶胶（如灰尘、野火烟雾、污染和海盐）的成分和丰度，以及两者如何影响气候变化和受气候变化的影响。对于美国国家航空航天局和海洋科学界来说，PACE 的发射将是 9 年或 46 年工作的顶点。杰里米-沃德尔（Jeremy Werdell）说："我有超过50%的可能会在发射时泪流满面，"他自1999年起在美国宇航局戈达德太空飞行中心担任卫星海洋学家，自2015年起担任PACE的项目科学家。他说："我们是站在前几次任务以及领导这些任务的人们的肩膀上。这是一段漫长而非凡的旅程"。美国航天局首次尝试测量海洋颜色可追溯到 1978-1986 年期间在 Nimbus 7 号卫星上飞行的海岸带颜色扫描仪（CZCS）仪器。1997 年，该机构在 OrbView-2 号卫星上发射了海洋观测宽视场传感器。SeaWiFS 收集海洋数据的工作一直持续到 2010 年，它从根本上改变了我们对浮游植物微小、漂浮、类似植物的生物的认识，它们是海洋中的"草"。该传感器是 PACE 上新的海洋色彩仪器（OCI）的前身。其他仪器和团队也观测到了海洋的颜色。NASA 的 Terra 和 Aqua 卫星上的中分辨率成像分光仪 (MODIS) 仪器自 2000 年和 2002 年以来一直在航行，补充并扩展了 SeaWiFS 开始的记录。最近，Suomi-NPP、NOAA-20 和 NOAA-21 号卫星上的可见光红外成像辐射计套件（VIIRS）仪器提供了广阔的海洋颜色视角。其他一些仪器如沿海海洋高光谱成像仪（在空间站上飞行）、鹰眼（在 SeaHawk 立方体卫星上）和碳评估海洋辐射计（在美国宇航局的研究飞机上飞行）帮助研究人员测试了观察海洋的新方法。对于大气科学家来说，通往 PACE 的道路也可以追溯到几十年前。20 世纪 70 年代末，高级甚高分辨率辐射计（AVHRR）首次提供了气溶胶光学深度的一些数据，这是衡量漂浮在我们天空中的尘埃和微粒数量的一种方法。后来，科学家们开始利用地球仪上的多角度成像光谱辐射计和 MODIS 仪器，每天在世界各地测量这些颗粒。Aura 卫星上的 OMI 仪器和 Suomi-NPP 卫星上的后继 OMPS 仪器提供了气溶胶的其他独特视角。HARP 仪器于 2019-2022 年期间在立方体卫星上飞行，对现在作为 HARP2 在 PACE 上飞行的技术进行了直接测试。PACE 的起源大约始于 2007 年。美国国家航空航天局（NASA）和其他联邦机构要求美国国家研究委员会研究并提出从太空研究地球的新工具和测量方法。他们的报告（称为"十年调查"）推荐了一项任务，最终促成了 PACE 任务的 A（侵蚀溶胶）和 C（响声）部分。新的海洋颜色传感器的灵感来自美国航天局 2010 年提出的一项气候倡议。到2012年，NASA的科学家和工程师开始勾勒PACE的粗略构想，2014年，更广泛的科学界开始深入研究细节。到2015年，NASA戈达德开始为新任务招聘人员包括杰里米-沃德尔到2016年，该机构宣布正式开发PACE任务。从 2016 年的那一刻（即关键决策点 A）到本周的发布，数百人付出了数千小时的努力......其中包括在全球大流行中工作数月，以及有条不紊、深思熟虑地测试每一个想法、每一个设计和每一个部件。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 GSFC ... PC版： 手机版：

美国国家航空航天局的PACE任务因天气原因再次推迟发射

美国国家航空航天局的PACE任务因天气原因再次推迟发射 该设施计划于美国东部时间2月8日星期四凌晨1:33搭载SpaceX公司的猎鹰9号火箭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。卫星和火箭依然健康，只要天气转好随时可以发射。美国东部时间2月8日上午12:45，NASA+和NASA TV公共频道将开始直播发射过程。艺术想象图：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 GSFC浮游生物、气溶胶、云层和海洋生态系统（PACE）任务是美国国家航空航天局（NASA）的一项举措，旨在促进我们对地球海洋和大气相互作用的了解。该任务的主要目标是从太空监测全球海洋颜色、气溶胶、云层和海洋生态系统。通过使用一套非常先进的仪器，包括一个宽光谱范围的海洋颜色传感器，PACE 将使科学家们能够研究海洋中浮游植物的多样性。这些类似植物的微小生物是海洋食物网的基础，在碳循环和地球气候中发挥着至关重要的作用。PACE 的目标是为海洋生态动力学、空气质量以及云与气溶胶的相互作用提供前所未有的洞察力，所有这些对于增进我们对地球气候系统和环境健康的了解至关重要。收集到的数据将支持各种应用，包括气候研究、空气质量预报以及沿海和海洋资源管理。通过加强我们对地球海洋和大气层的了解，计算机设备行动伙伴关系任务力求为环境保护和地球的可持续发展做出重大贡献。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

NASA的PACE航天器成功完成与载荷适配器对接 即将发射

NASA的PACE航天器成功完成与载荷适配器对接 即将发射 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 GSFC2024年1月24日星期三，在佛罗里达州肯尼迪航天中心附近的Astrotech太空操作设施，NASA和SpaceX的技术人员将NASA的 PACE （浮游生物、气溶胶、云层、海洋生态系统）航天器与有效载荷适配器连接起来  。现在，PACE 已经牢牢地固定在有效载荷适配器上，团队将在与猎鹰 9 号火箭集成之前，把航天器封装在有效载荷保护整流罩内  。PACE 任务将通过对称为浮游植物的微型海洋生物进行高光谱观测，以及对云和气溶胶进行新的测量，加深我们对地球海洋、大气和气候的了解  。PACE 将于美国东部时间2月6日星期二凌晨1:33从佛罗里达州卡纳维拉尔角太空站的40号太空发射场发射升空  。PACE 项目由美国宇航局戈达德太空飞行中心负责管理。该机构设在肯尼迪航天中心的发射服务计划负责管理PACE任务的发射服务 。 ... PC版： 手机版：

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：

NASA开发的创新型红外传感器提高了地球和空间成像的分辨率

NASA开发的创新型红外传感器提高了地球和空间成像的分辨率 戈达德工程师 Murzy Jhabvala 拿着他的紧凑型热成像仪技术的核心部件一种高分辨率、高光谱范围的红外传感器，适用于小型卫星和前往其他太阳系天体的任务。资料来源：美国国家航空航天局这些相机配备了高灵敏度、高分辨率的应变层超格传感器，这些传感器最初是由美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心开发的，由内部研究与开发（IRAD）计划资助。由于设计紧凑、重量轻、用途广，Tilak Hewagama 等工程师可以根据不同的科学应用对它们进行定制。增强的传感器功能Hewagama 说："将滤光片直接连接到探测器上，消除了传统镜头和滤光片系统的巨大质量。这使得低质量的仪器拥有了一个紧凑的焦平面，现在可以使用更小、更高效的冷却器进行红外探测。小型卫星和任务可以从其分辨率和精确度中获益。"工程师 Murzy Jhabvala 在马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心领导了最初的传感器开发工作，并领导了今天的滤波器集成工作。Jhabvala 还领导了国际空间站上的"紧凑型热成像仪"实验，该实验展示了新传感器技术如何在太空中生存，同时也证明了其在地球科学领域的重大成功。通过两个红外波段捕捉到的1500多万张图像为发明者贾巴拉、NASA戈达德同事唐-詹宁斯（Don Jennings）和康普顿-塔克（Compton Tucker）赢得了2021年年度发明奖。2019 年和 2020 年，紧凑型热成像仪在国际空间站上捕捉到了澳大利亚异常严重的火灾。凭借其高分辨率，它探测到了火锋的形状和位置，以及火锋距离居民区有多远这些信息对急救人员至关重要。资料来源：美国国家航空航天局地球和空间观测的突破这次试验获得的数据提供了有关野火的详细信息，让人们更好地了解了地球云层和大气层的垂直结构，并捕捉到了由地球陆地特征引起的上升气流，这种上升气流被称为重力波。这种突破性的红外传感器利用层层重复的分子结构与单个光子（或光的单位）相互作用。这种传感器能以更高的分辨率分辨更多波长的红外线：从轨道上看，每个像素的分辨率为 260 英尺（80 米），而目前的热像仪的分辨率为 1000 至 3000 英尺（375 至 1000 米）。这些热量测量相机的成功吸引了美国国家航空航天局地球科学技术办公室（ESTO）、小企业创新与研究以及其他计划的投资，以进一步扩大其覆盖范围和应用。Jhabvala和NASA的先进陆地成像热红外传感器（ALTIRS）团队正在为今年的激光雷达、高光谱和热成像仪（G-LiHT）机载项目开发六波段版本。他说，这种首创的相机将测量地表热量，并能以高帧频进行污染监测和火灾观测。新一代火灾成像技术美国国家航空航天局戈达德地球科学家道格-莫顿（Doug Morton）领导了一个 ESTO 项目，开发用于野火探测和预测的紧凑型火灾成像仪。莫顿说："我们不会看到更少的火灾，因此我们正试图了解火灾在其生命周期中是如何释放能量的。这将帮助我们更好地理解在一个越来越易燃的世界中火灾的新特性。"CFI 将同时监测释放更多温室气体的最热火灾和产生更多一氧化碳以及烟雾和灰烬等空气传播颗粒的较冷、燃烧的煤炭和灰烬。莫顿说："在安全和了解燃烧释放的温室气体方面，这些都是关键因素。"莫顿的团队设想，在对火情成像仪进行机载测试后，他们将装备一个由 10 颗小型卫星组成的舰队，每天提供更多的火情图像，从而提供全球火情信息。他说，结合下一代计算机模型，"这些信息可以帮助森林服务和其他消防机构预防火灾，提高前线消防员的安全，保护火灾路径上居民的生命和财产安全"。探测地球内外的云层美国国家航空航天局戈达德地球科学家吴栋说，该传感器装有偏振滤光片，可以测量地球高层大气云层中的冰颗粒是如何散射和偏振光的。吴说，这一应用将补充美国国家航空航天局的浮游生物、气溶胶、云层和海洋生态系统（PACE）任务，该任务在上个月早些时候揭示了其首批光图像。两者都测量光波的偏振方向与红外光谱不同部分的传播方向的关系。他解释说："PACE偏振计监测可见光和短波红外光。这项任务将重点关注白天观测到的气溶胶和海洋颜色科学。在中波和长波红外波段，新的红外偏振计将从白天和夜间观测中捕捉云层和表面特性。"在另一项工作中，Hewagama 正在与 Jhabvala 和 Jennings 合作，加入线性可变滤光片，以提供红外光谱中更多的细节。这些滤光片可以显示大气分子的旋转和振动以及地球表面的成分。行星科学家卡莉-安德森（Carrie Anderson）说，这项技术也能让前往岩质行星、彗星和小行星的任务受益匪浅。她说，他们可以识别土星卫星恩克拉多斯（Enceladus）巨大羽流中释放出的冰和挥发性化合物。"它们本质上是冰的喷泉，"她说，"当然是冷的，但发出的光在新红外传感器的探测范围之内。在太阳的背景下观察这些羽流，可以让我们非常清楚地识别它们的成分和垂直分布。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：