如果在城市的楼顶和全球的无人地区大面积铺设反光材料,能否减缓全球变暖和热岛效应?

如果在城市的楼顶和全球的无人地区大面积铺设反光材料,能否减缓全球变暖和热岛效应? 赵泠的回答 能。在地球上大面积铺设反光材料是地球工程的一种。在当前技术水平与工业生产能力下,这种工程可期待的规模有限、效果量小,但进行小规模工程实践的难度相对低,天气炎热的大城市可以先安排上。多种地球工程手段可以并用来放大效果。 驱动地表气候的能量来自太阳辐射,一部分太阳辐射可以被在平流层散布的粉尘和二氧化硫、在地面铺设的反光镜、建筑物上的反光涂料、低空大气中(行星边界层以内)的微塑料颗粒之类稀松平常的手段反射回太空。 大气中的二氧化碳可以被散布在陆地上的石粉大量吸收,可以被人工施肥催生的海洋浮游生物大量汲取并送进南冰洋底,可以被液态铀核反应堆的热量分解。 如果极端恶劣天气频发,碳中和、碳捕集措施都不足以将其抑制,阻碍地球工程的各种思想都将溃退,人们将不得不多管齐下去处理太阳辐射。 届时,一部分环保人士将因为在过去十几年间反对地球工程而处于十分尴尬的境地。 可以参照: 如何看待全球1.4万名科学家的联名警告:地球的「行星生命体征」正在恶化,「气候临界点」将很快被冲破? 一些与反光相关的地球工程技术: 辐射冷却全世界对空调和冰箱的需求不断增长,估计到 2050 年世界上制冷设备的规模将是 2020 年的 3 倍,泄漏的制冷剂和用来给制冷设备供能的化石燃料将成为重大的温室气体来源并破坏臭氧层,需要新的制冷方案。 加利福尼亚大学洛杉矶分校的材料科学家测试了大规模的热辐射降温。 过去数百年里,北非、中东、印度的荒漠地区有许多人已经小规模使用过这技术的原型:日落时,你将水倒入用芦苇隔热的陶瓷托盘。晴朗的夜里,水将热量朝太空放射。早晨,你就得到了非常凉的水,甚至是冰。 现在,科学家使用含铜和银的纳米技术薄膜将热辐射最大化,该薄膜对光的反射率超过 99%,其红外辐射的波长适合直接穿透地球大气。即使在正午的阳光下,这东西也可将包裹的物体的温度降低到比气温冷 10 摄氏度。这可以在没有电力和燃料供应的情况下冷却火箭、管道、各种面板和建筑物。其条件就是对准晴朗的天空。这种纳米材料也可加入涂料,粉刷到建筑物上。 辐射冷却可以产生温度梯度并拿来发电就像挪威在森林里测试过的“星光发电机”和斯坦福大学的研究团队测试过的热传导发电机与辐射冷却模块那样。斯坦福大学的装置安装在民宅房顶后在夜间每平方米可以产生 2.2 瓦电功率,能量从周围的空气里取得,废热辐射向太空。冰川隔热毯二十世纪八十年代起,全球范围内的冰川消融速度明显加快,只有少数冰川还在前进。冰川融化造成的泥石流和河流水量变动可能对附近的村庄、水电站和下游地区造成威胁。中国、尼泊尔、不丹、巴塔哥尼亚高原、安第斯山脉都可能发生冰川湖决口洪水。 瑞士科学家早已在罗纳河冰川、格胜河冰川上利用白色羊毛毯遮挡和反射太阳辐射,实验证明可以缓解 60% 到 70% 的季节性冰川消融。 2020 年 8 月,中国科学院研究团队给位于青藏高原东缘的达古冰川盖上了一层面积约 500 平方米的白色反光隔热毯,试验用人工手段减缓冰川消融。10 月 17 日,现场考察显示,白色反光隔热毯覆盖区域与周围相比,冰川消融厚度减少约 1 米,初步估计能减少 70% 左右的消融量。 我国试验的反光隔热毯的材料是涤纶、腈纶、锦纶等高分子聚合物的合成纤维,技术成熟,投入不高,可反复回收再利用,在人力所能触及的冰川上完全可以大规模使用。人工降雪对于人力难以攀登或载具不便抵达之处,可进行人工降雪来提高反射率。 光学人工降雪比“用飞机或火箭散布干冰或碘化银”等传统方案更环保。 高重复频率飞秒强激光可以持续加热和电离冷湿空气,形成高速向上运动的暖湿气流,与上方的冷湿空气碰撞产生强对流和旋风,促进冰晶形成和尺寸增加;非线性成丝过程中产生的高密度高温带电粒子还可以诱导凝结核。 飞秒强激光在大气中能实现数千米到数十千米距离内的自导引传输。刷白屋顶加州大学洛杉矶分校的科研团队开发出一种对阳光反射率 98% 的白色涂料,有望涂在建筑物顶部反射阳光来帮助夏天室内降温。 此前市面上基于氧化钛的白色涂料对阳光的最大反射率约 85%。 新涂料的原料包括硫酸钡和粉末状聚四氟乙烯。 论文:https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(20)30179-3对于当前气温尚未热到需要普遍降温的地区,你可以先考虑在屋顶上铺太阳能板来减少人们对化石燃料发电的需求。 via 知乎热榜 (author: 赵泠)

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格陵兰的大面积融化:三十年间完成冰河时代到灌木林地的演变

格陵兰的大面积融化:三十年间完成冰河时代到灌木林地的演变 从 Sydgletscher 上方望向格陵兰西北部 Qaanaaq 的鲍登峡湾。图片来源:马克-史密斯冰雪流失的总面积相当于阿尔巴尼亚的面积,约占格陵兰冰川覆盖总面积的 1.6%。这让曾经的冰雪之地,如今已变成荒芜的岩石、湿地和灌木丛。来自利兹大学的一组科学家追踪了格陵兰岛从 20 世纪 80 年代到 2010 年代的变化,他们说,气温升高导致冰层后退,这反过来又对地表温度、温室气体排放和地貌稳定性产生了影响。永久冻土层地球表面以下的永久冰冻层正在因气候变暖而"退化",科学家警告说,在某些地区,永久冻土层可能会对其上的基础设施、建筑和社区造成影响。今天(2 月 13 日),《科学报告》杂志报道了他们的研究结果:"三十年间,格陵兰岛植被翻了一番,主导了整个格陵兰岛的土地覆盖变化"。对比 20 世纪 80 年代末和 2010 年代末 30 米分辨率下的土地覆盖分类,可以发现随着植被覆盖范围的扩大,尤其是西南部和东北部的植被覆盖范围扩大,出现了绿化现象。土地覆盖率分析是在网格上进行的(所分析的卫星图像由规则的像素网格组成),网格的每个像素都是 30 米乘 30 米的正方形。资料来源:利兹大学变暖趋势与未来预测格陵兰岛是北极地区的一部分。它是世界上最大的岛屿,面积约 836,330 平方英里(210 万平方公里)。大部分土地被冰和冰川覆盖,居住着近 5.7 万人。自 20 世纪 70 年代以来,该地区的变暖速度是全球平均速度的两倍。与 1979 年至 2000 年的平均气温相比,格陵兰 2007 年至 2012 年的年平均气温升高了 3 摄氏度。研究人员警告说,未来可能会出现更极端的温度。这项研究的作者之一、利兹环境学院的地球科学家乔纳森-卡里维克(Jonathan Carrivick)说:"气温升高与我们在格陵兰看到的土地覆盖变化有关。通过分析高分辨率卫星图像,我们能够详细记录正在发生的土地覆被变化"。格陵兰岛西部 Kangerlussuaq 附近的罗素冰川和前冰川地区。资料来源:乔纳森-卡里维克冰雪消失,取而代之的是裸岩和灌木冰的流失主要集中在现今冰川的边缘,但也集中在格陵兰岛的北部和西南部。在西部、西北中部和东南部的局部地区,冰的流失量也很大。三十年间,植被覆盖的土地面积增加了 33,774 平方英里(87,475 平方公里),比研究期间增加了一倍多。西南部、东部和东北部的植被明显增加。西南部 Kangerlussuaq 附近和东北部个别地区的茂密湿地植被增加最多。研究人员的分析表明,植被在北纬 63 度至 69 度之间的纬度梯度上有所增加,而在其以北则有所减少。乔纳森-卡里维克说:"我们看到有迹象表明,冰的流失正在引发其他反应,这将导致冰的进一步流失和格陵兰岛的进一步'绿化,与此同时,融化的冰层释放出的水流带走了泥沙和淤泥,最终形成了湿地和沼泽地"。格陵兰岛西北部 Qaanaaq 的扇形冰川的前冰川区,显示辫状前冰川溪流。资料来源:马克-史密斯冰川流失引发进一步变暖冰的流失会影响陆地表面温度,这是因为反照率的原因。冰雪可以很好地反射照射到地球表面的太阳能量,这有助于保持地球的温度。随着冰雪的消退,基岩会暴露出来,从而吸收更多的太阳能,使地表温度升高。同样,冰融化后会增加湖泊中的水量。水比雪吸收更多的太阳能,这也会增加陆地表面的温度。分析表明,整个格陵兰岛的湿地面积几乎翻了两番,尤其是在东部和东北部。湿地是甲烷的排放源。研究人员在论文中写道"植被的扩大,尤其是湿地地区植被的扩大,表明但也加剧了永久冻土的融化、活动层的增厚,从而排放了以前储存在这些北极土壤中的温室气体"。研究人员还开发了一个模型,用于预测格陵兰岛上未来可能发生"明显和加速"变化的地区。报告的主要作者迈克尔-格兰姆斯博士补充说:"植被的扩展与冰川和冰盖的退缩同步进行,这极大地改变了沉积物和营养物质流入沿岸水域的情况。"这些变化至关重要,尤其是对土著居民而言,他们传统的生计狩猎活动依赖于这些脆弱生态系统的稳定,此外,格陵兰冰量的减少是全球海平面上升的一个重要原因,这一趋势对现在和未来都构成了重大挑战。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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为猎户座登月飞船设计的隔热罩出现脱落穿孔现象

为猎户座登月飞船设计的隔热罩出现脱落穿孔现象 美国国家航空航天局猎户座隔热箱的最新图片显示严重损坏和空洞2022年11月的"阿耳特弥斯1号"任务是一次测试飞行,目的是测试猎户座号在升空、登月、返回地球以及在大气层中的性能。飞船完成了大部分测试目标,管理人员在返回过程中密切关注了飞船的隔热罩。这是因为隔热板无法在地球上进行测试,其性能只有在飞船重返大气层过程中承受极端温度后才能得到验证。猎户座返回后,NASA 在新闻发布会上表示,它对隔热罩的损伤感到惊讶。隔热罩使用一种名为 AVOCAT 的聚合物树脂,这种树脂被切割成小块,然后组装在飞船底部。NASA的猎户座项目经理霍华德-胡(Howard Hu)在发布会上透露,一些隔热板并没有按计划消融,而是"脱落"了。美国国家航空航天局(NASA)的最新图片显示,在执行完"阿耳特弥斯1号"任务后,"猎户座"重新进入地球大气层后,它的隔热罩大块脱落。现在,NASA OIG 报告中分享的猎户座隔热罩的最新图像显示了损坏的严重程度。从图片上看,飞船的隔热罩在承受了再次进入月球的巨大压力后,已经变成了焦黑色。虽然这只是名义上的,因为其他飞船(如 SpaceX 的"龙"飞船)的隔热罩也同样烧焦,但猎户座的图像还显示隔热罩上至少出现了四个空洞。根据 OIG 的说法,NASA 工程师已经确定,出现空洞的原因是隔热板的上层"从飞船上断裂成碎片,形成一串碎片,而不是按照设计融化"。这层隔热层预计会在返回大气层时均匀烧毁,OIG 警告说,空洞的存在"造成了一种风险,即在未来的任务中,隔热层可能无法充分保护太空舱的系统和乘员免受返回大气层时极端高温的影响"。报告还补充说,空洞的大小和碎片的轨迹也可能会损坏飞船的降落伞,导致灾难性的任务失败。报告称,工程师们目前还在评估是否可以改变猎户座的轨迹或防护罩的设计,以便在未来避开空洞,虽然他们已经能够"重现电荷损失",但其他飞行条件还没有在地球上模拟过。美国国家航空航天局负责人类探索系统开发的副局长凯瑟琳-科纳(Catherine Koerner)也对监督检查组的报告发表了看法。她说:美国国家航空航天局致力于不断加强我们的流程和程序,以确保安全并解决潜在的风险和缺陷。然而,上述建议的重复性无助于确保 NASA 的计划是否得到经济、有效和高效的组织、管理和实施。阿特米斯 1 号任务计划于明年由阿特米斯 2 号接替。阿耳特弥斯 2 号计划是自阿波罗计划以来人类首次绕月飞行,这些热屏蔽偏差对任务时间表的影响尚不清楚。2020 年 6 月,在佛罗里达州肯尼迪航天中心,美国宇航局阿耳特弥斯 2 号任务的隔热罩。图片: 美国国家航空航天局 ... PC版: 手机版:

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即将发射的NISAR雷达卫星将为全球观察和拯救地球冰冻圈作出努力

即将发射的NISAR雷达卫星将为全球观察和拯救地球冰冻圈作出努力 如图所示,NISAR 是 NASA-ISRO 合成孔径雷达的简称,标志着美国和印度太空机构首次合作开发地球观测任务的硬件。它的两个雷达系统将每 12 天两次监测地球上几乎所有陆地和冰面的变化。图片来源:NASA/JPL-Caltech最后一项能力将帮助研究人员破解小规模过程如何导致覆盖南极洲和格陵兰岛的冰原以及世界各地的高山冰川和海冰发生巨大变化。NISAR 是 NASA-ISRO 合成孔径雷达的简称,它将提供迄今为止最全面的地球冰雪环境(统称为冰冻圈)中冰冻表面的运动和变形情况。位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室的冰川学家亚历克斯-加德纳说:"我们的星球把恒温器调得很高,地球上的冰正在通过加快运动和加速融化来做出反应。我们需要更好地了解其中的过程,NISAR将为此提供测量数据"。NISAR 将于 2024 年发射,它将利用雷达监测地球陆地和冰面的变化,包括冰架的破裂。这些 2022 年 1 月和 3 月从南极洲东部拍摄的卫星图像(上图)和(下图)显示,随着冰山落入海洋,格伦泽冰川和康格冰川的边缘正在崩塌。资料来源:美国国家航空航天局NISAR 卫星将于 2024 年由印度空间研究组织从印度南部发射,每 12 天对地球上几乎所有的陆地和冰面进行两次观测。这颗卫星对地球冰冻圈的独特洞察力将来自两个雷达的联合使用:一个波长为 10 英寸(25 厘米)的 L 波段系统和一个波长为 4 英寸(10 厘米)的 S 波段系统。L 波段可以穿透积雪,帮助科学家更好地跟踪冰层下的运动,而 S 波段对表示融化的积雪水分更加敏感。这两种信号都能穿透云层和黑暗,从而能够在长达数月的极地冬夜进行观测。与其他大型成像雷达卫星不同的是,NISAR 的轨道方位使其能够从南极洲遥远的内陆地区、靠近南极的地方收集数据,而其他大型成像雷达卫星则更广泛地覆盖北极地区。南极洲的冰原拥有地球上最大的冰冻淡水库,而冰层流失的速度是海平面上升预测中最大的不确定因素。NISAR 扩大的覆盖范围对于研究从南极洲中部高海拔地区流向海洋的冰的运动至关重要。美国国家航空航天局(NASA)和印度空间研究组织(ISRO)联手打造了一项功能强大的新太空任务,将对不断变化的地球进行精细追踪。这颗卫星名为"NISAR",将利用先进的雷达系统来加深我们对森林砍伐、冰川萎缩和海冰流失、自然灾害、气候变化以及其他全球生命迹象的了解。资料来源:NASA/JPL-Caltech/ISRO通过测量,科学家们还可以密切研究冰与海洋交汇处的情况。例如,当冰原的一部分位于海平面以下的地面上时,盐水就会渗入冰下,加剧融化和不稳定性。南极洲和格陵兰岛也都有冰架从陆地延伸并漂浮在海洋上的冰块随着冰山的断裂而逐渐变薄和崩塌。冰架有助于防止陆地上的冰川滑入海洋。如果冰架减少,冰川就会加速流动和断裂。自 20 世纪 90 年代以来,南极洲和格陵兰岛的冰川减少速度都在加快,目前还不确定这两个地区的冰川将以多快的速度继续消退。NISAR 将改善我们对这些变化的横向和纵向观察。西雅图华盛顿大学冰川学家、NISAR 冰冻圈负责人伊恩-乔芬(Ian Joughin)说:"NISAR 将为我们提供有关这种运动的连续延时影片,这样我们就能了解它是如何变化以及为什么变化,并更好地预测它在未来将如何变化。"这颗卫星还将跟踪地球高山冰川的变化。自 20 世纪 60 年代以来,海平面的上升约有三分之一是冰川融化造成的,气候导致的冰冻和融化模式的变化会影响下游人口的供水。在喜马拉雅山脉,NISAR 的全天候能力将帮助研究人员监测冰川湖泊的蓄水量,这对评估灾难性洪水的风险至关重要。供职于印度艾哈迈达巴德的印度空间研究组织空间应用中心的冰川学家苏希尔-库马尔-辛格(Sushil Kumar Singh)说:"喜马拉雅山的美和困难都在于云层。有了 NISAR,我们将能够获得更连续、更完整的数据集,而使用可见光的仪器则无法做到这一点。"NISAR 还将捕捉两个半球海冰的移动和范围。海冰使海洋与空气隔绝,减少了蒸发和向大气的热量流失。海冰还能反射阳光,通过反照率效应使地球保持凉爽。几十年来,随着水温和气温的升高,北极海冰的融化程度不断增加,海冰数量也在不断减少。由于更多的海面暴露在阳光下,北冰洋在夏季获得并保持更多的热量,需要更长的时间来降温。JPL 海冰科学家本-霍尔特(Ben Holt)说,这意味着冬季形成的冰更少,第二年夏季融化的速度更快。与迄今为止的任何雷达任务相比,NISAR 对南大洋的覆盖范围更大,它将为南极洲的研究提供新的视角,在过去几年之前,南极洲的海冰大多比较稳定。南极洲的海冰在 2023 年达到了历史最低点。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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降水为雨而非雪 北极迎来令人惊讶的“雨潮”

降水为雨而非雪 北极迎来令人惊讶的“雨潮” 美国国家航空航天局(NASA)的科学家研究了 1980 年至 2016 年北极和北大西洋的降雨趋势,发现雨天的频率有所增加。他们还发现,每年雨季的长度变长了。研究结果发表在《气候杂志》上。最显著的变化发生在北大西洋,在 36 年的研究期结束时,那里平均每十年比研究期开始时多下了五天雨。研究区域的其他地方北冰洋中部及其外围海域平均每十年多下两天雨。这是因为北极地区的气温变暖速度是地球其他地区的四倍。上图显示了每年降雨日数的变化,这也是北极十年来降雨量增加的趋势之一。该图基于美国国家航空航天局全球建模和同化办公室开发的全球再分析产品现代-年代研究和应用回顾分析第 2 版(MERRA-2)。该产品采用原地和卫星观测数据,包括美国宇航局 Aqua 卫星上的大气红外探测仪 (AIRS) 的观测数据,并利用这些数据再现全球各地发生的情况。这里,北大西洋大部分地区显示为深蓝色,表明与浅蓝色地区相比,每年(1980 年至 2016 年期间)的降雨日数增加较多。挪威北部的巴伦支海和西伯利亚北部的喀拉海也显示为深蓝色。美国宇航局戈达德太空飞行中心的天气和气候科学家、该研究的合著者切尔西-帕克说:"需要注意的一点是,确实没有任何地方出现黑褐色,所以我们绝对没有看到降雨天数有任何显著减少。"该研究的主要作者、美国宇航局戈达德分部的低温层科学家 Linette Boisvert 说,当气温高于冰点时,云层中更有可能含有降雨的液体,而不是降雪的冰。当降雨击中积雪覆盖的海冰时,会使海冰表面变暗,从而加剧融化,进而导致更多的变暖这一过程被称为冰-反照率反馈回路。海冰顶部的积雪起到隔热作用,将太阳辐射反射回太空,保持海冰表面凉爽。雨水会侵蚀雪的缓冲作用。如果在阳光充足的月份下雨,雪的表面会变得更暗,因为与新鲜、干燥和厚实的雪层相比,雪是湿的。潮湿的雪面将开始吸收更多的太阳辐射。积雪融化后,会在冰面上形成池塘,形成更暗的表面,吸收更多的太阳辐射。这就引发了持续变暖和融化的循环。与此同时,水蒸气也在推动自身的反馈循环。随着气温的升高,大气中可以容纳更多的水蒸气。作为一种热捕获温室气体,这些水蒸气使地球表面变暖,并导致冰雪融化。融化的冰雪暴露出开阔的海洋,使蒸发得以进行,从而将更多的水蒸气释放到大气中。北极的反馈回路也会影响世界其他地区。北极热量的变化会影响到更南边的天气模式。例如,帕克指出了美国的极端气温波动以及在北极上空形成并在北美上空南移的极地气团。帕克说:"所有这些都取决于北极地区气候变化的程度。"编译自:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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嫦娥六号在月背展示的国旗是用岩石“绣”出来的?

嫦娥六号在月背展示的国旗是用岩石“绣”出来的? 月背展示的五星红旗材料是岩石?嫦娥六号国旗展示系统由中国航天科工集团旗下的中国航天三江集团联合武汉纺织大学等单位共同研制。“在奔月、绕月及落月的过程中,高低温反复交替,国旗对环境的耐受性要求就更高。”武汉纺织大学纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室主任、中国工程院院士徐卫林告诉记者,在寻找合适材料过程中,团队根据月球资源原位利用原则,最终决定采用与月壤化学成分相近的玄武岩作为嫦娥六号国旗的核心材料。徐卫林介绍,与嫦娥五号国旗采用芳纶为主的新型复合材料相比,嫦娥六号国旗采用玄武岩材料具有明显优势,也面临很多新的挑战,比如玄武岩纤维具有非常优异的隔热抗辐射性能,能够抵御月表恶劣环境,但属于无机纤维,表面光滑、脆性较大、耐磨性差,难以纺制超细丝、纺纱、织造以及构筑高牢度的颜色。月面国旗团队成员曹根阳教授说,嫦娥六号在月球背面展示的国旗是能耐受高真空、高低温循环、强剂量紫外辐照等极端环境的“石头版”高品质织物国旗,是由以玄武岩为主的复合材料制造。和嫦娥五号上的国旗规格一样,嫦娥六号月面展示国旗大小也是300mm×200mm。不过,玄武岩纤维的密度超出嫦娥五号国旗原料密度近一倍。“可以说这是一面技术含量很高的‘石头版’织物国旗。”徐卫林说。“搓石成线”直径仅发丝的三分之一同样是“织物版”五星红旗,用岩石“编织”的国旗重量按说会偏重,但最后制作出来的展示国旗重量只有11.3克,比同规格的嫦娥五号国旗还要轻0.5克。“团队研发出的玄武岩纤维是直径只有头发丝三分之一的超细玄武岩纤维。”曹根阳解释,为把玄武岩变成纤维,团队将玄武岩石块倒入熔炉中进行高温熔融,当熔炉温度达到1600℃左右时,玄武岩呈液态流动,再通过喷丝板拉出极细的玄武岩长丝。在纤维拉丝完成后,还需要进行特殊表面处理,以进一步提高玄武岩纤维的柔韧性能。为了获得更细的玄武岩纤维,研究团队将实验室“搬”到企业的玄武岩熔炉旁,不断改良拉丝设备、优化制造方式,创新设计了喷丝板内腔结构,并进行了梯形优化,再配合炉内分布式精准控温,成功实现了超细玄武岩纤维的稳定量产;为有效保护玄武岩长丝,团队利用柔性水溶性长丝和芳纶短纤分层防护,设计了“双防护罩”结构,同时解决了玄武岩纤维高模量导致“起小辫子”的行业难题;面对光滑的玄武岩长丝带来国旗“染色”难,团队利用织物表面的芳纶短纤毛羽,使颜料中的黏合剂与其形成类似“铆钉”锚定的效果,有效提升涂料的界面结合牢度与国旗图案的饱满度,保障国旗展示效果。徐卫林说,历时近4年,团队联合多家企业、单位攻克了玄武岩超细纤维纺丝、纺纱、织造及色彩构建等诸多难题。月背飘扬“中国红”据介绍,国旗展示系统是探月工程四期探测器系统的关键项目。由于落月位置不同,嫦娥六号国旗展示系统在嫦娥五号任务基础上进行了适应性改进,并开展了展示效果和产品寿命可靠性评估。光线对于国旗的成像效果至关重要,由于嫦娥六号是在月球背面着陆,月面光线与旗面角度都发生了变化。中国航天科工集团专家介绍,研制团队提出了多种改进方案,联合总体单位开展了多轮方案评估和地面模拟月面成像试验,以保证国旗的最佳成像效果。同时,研制团队开展了国旗展示系统寿命评估和验证工作,确保能够在月球背面可靠运行。徐卫林说,玄武岩与月壤化学成分相近,此次嫦娥六号国旗也是月球资源原位利用的一种探索。月球玄武岩较多,未来建造月球基地可就地取材,将月球玄武岩做成片状或者管状建材用于建造,要比从地球取材节省成本。 ... PC版: 手机版:

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NASA探空火箭将在2024年日全食期间深入研究日食现象

NASA探空火箭将在2024年日全食期间深入研究日食现象 日食路径附近的大气扰动(APEP)探空火箭将从美国宇航局位于弗吉尼亚州的沃勒普斯飞行设施发射,以研究月球与太阳日食时电离层产生的扰动。探空火箭曾在2023年10月日环食期间从新墨西哥州白沙试验设施发射并成功回收。这些探空火箭经过整修,配备了新的仪器,将于 2024 年 4 月重新发射。这次任务由佛罗里达州恩布里-里德尔航空大学工程物理学教授 Aroh Barjatya 领导,他是该校空间与大气仪器实验室的主任。这张照片显示的是成功组装后的三枚 APEP 探空火箭和支持团队。团队负责人阿罗-巴尔贾提亚站在二楼护栏旁,位于中间上方。资料来源:美国国家航空航天局/贝里特-布兰德日食对电离层和通信的影响探空火箭将在三个不同时间发射:分别在日食高峰前 45 分钟、日食期间和日食后 45 分钟发射。这些时间间隔对于收集有关太阳突然消失如何影响电离层的数据非常重要,电离层产生的扰动有可能干扰我们的通信。电离层是地球大气层中的一个区域,距离地面 55 到 310 英里(90 到 500 公里)。"电离层是一个电气化区域,它反射和折射无线电信号,并在信号通过时影响卫星通信,"Barjatya 说。"了解电离层并开发模型来帮助我们预测干扰,对于确保我们这个日益依赖通信的世界顺利运行至关重要。"这个概念动画是观测者在日全食(如 2024 年 4 月 8 日发生在美国上空的日全食)期间可能看到的景象的一个示例。美国国家航空航天局科学可视化工作室电离层研究的挑战和机遇电离层是地球低层大气(我们生活和呼吸的地方)与真空空间之间的边界。电离层由被太阳能量或太阳辐射电离或带电的粒子组成。当夜幕降临时,电离层会逐渐变薄,因为之前电离的粒子会松弛下来,重新聚合成中性粒子。然而,地球的陆地天气和太空天气会对这些粒子产生影响,使电离层成为一个动态区域,很难知道电离层在特定时间会是什么样子。动画描述了电离层在 24 小时内的变化。红色和黄色区域代表白天的高密度电离粒子。紫色点代表夜间的中性、松弛粒子。资料来源:NASA/Krystofer Kim通常很难利用卫星研究日食期间电离层的短期变化,因为卫星可能无法在正确的地点或时间穿过日食路径。由于日全食的确切日期和时间是已知的,美国国家航空航天局可以发射有针对性的探空火箭,在适当的时间和电离层的所有高度研究日食的影响。当食影穿过大气层时,会产生快速的局部日落,引发大尺度大气波浪和小尺度扰动或扰动。这些扰动会影响不同的无线电通信频率。收集有关这些扰动的数据将有助于科学家验证和改进当前的模型,这些模型有助于预测我们的通信,尤其是高频通信可能受到的干扰。动画描述了 2017 年日全食期间电离粒子产生的波。资料来源:麻省理工学院海斯塔克天文台/张顺荣。Zhang, S.-R., Erickson, P. J., Goncharenko, L. P., Coster, A. J., Rideout, W. & Vierinen, J. (2017).2017 年 8 月 21 日日食诱发的电离层弓波和扰动。Geophysical Research Letters, 44(24), 12,067-12,073.火箭的最大飞行高度预计为 260 英里(420 公里)。每枚火箭将测量带电粒子和中性粒子密度以及周围的电场和磁场。Barjatya解释说:"每枚火箭都将弹射出四个二级仪器,大小相当于一个两升的汽水瓶,同样测量相同的数据点,因此它与15枚火箭的结果类似,但只发射了3枚。每枚火箭上的三个辅助仪器由安柏里德尔公司制造,第四个由新罕布什尔州的达特茅斯学院制造。"除火箭外,美国的几个小组还将通过各种手段对电离层进行测量。恩布里-里德尔大学的一个学生小组将部署一系列高空气球。马萨诸塞州麻省理工学院海斯塔克天文台和新墨西哥州空军研究实验室的合作研究人员将操作各种地面雷达进行测量。利用这些数据,恩布里-里德尔大学和约翰-霍普金斯大学应用物理实验室的科学家团队正在完善现有模型。这些不同的调查将有助于为了解电离层动力学的全貌提供所需的拼图。探空火箭能够在距离地球表面 30 到 300 英里的高空携带科学仪器。这些高度对于科学气球来说通常太高,而对于卫星来说又太低,无法安全到达,因此探空火箭就成了能在这些区域进行直接测量的唯一平台。资料来源:美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心期待即将到来的日全食当 APEP 探空火箭在 2023 年日环食期间发射时,科学家们看到,当日环食阴影掠过大气层时,带电粒子的密度急剧下降。Barjatya说:"我们在第二枚和第三枚火箭上看到了能够影响无线电通信的扰动,但在当地日食峰值之前的第一枚火箭上却没有看到。我们非常期待在日全食期间重新发射它们,看看扰动是否从相同的高度开始,其幅度和范围是否保持不变"。美国毗连地区的下一次日全食要到 2044 年才会发生,因此这些实验是科学家收集关键数据的难得机会。APEP发射将通过美国宇航局瓦勒普斯飞行设施的官方YouTube页面进行直播,并在美国宇航局的日全食官方广播中播出。公众还可以从下午 1 点到 4 点在美国宇航局瓦勒普斯飞行设施游客中心亲自观看发射。编译自:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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