窥探云的中心:美国国家航空航天局CloudSat结束革命性之旅

窥探云的中心:美国国家航空航天局CloudSat结束革命性之旅艺术家的概念图展示了美国国家航空航天局(NASA)的CloudSat(CloudSat)航天器在地球上空的轨道上运行。它于2006年发射升空,在2024年3月寿命结束退役之前,提供了首次全球云特性调查。图片来源:NASA/JPL按照计划,该航天器的寿命已经结束,无法再进行定期观测,上个月被降入一个轨道,最终将在大气层中解体。2009年8月,美国国家航空航天局(NASA)的CloudSat(CloudSat)经过美国东海岸附近的飓风比尔(Bill)上空,捕捉到了来自四级风暴眼的数据。这对图像显示了从该机构的Aqua卫星(上图)看到的景象,以及CloudSat雷达测量到的云层垂直结构(下图)。图片来源:杰西-艾伦,美国宇航局地球观测站革命性的雷达技术2006年发射的云层剖面雷达是首个在太空中飞行的94千兆赫波长(W波段)雷达。该雷达的灵敏度是一般地面气象雷达的一千倍,它为云层提供了一种新的视角--不是屏幕上的平面图像,而是布满冰和雨的大气层的三维切片。位于南加州的美国国家航空航天局喷气推进实验室(NASA'sJetPropulsionLaboratory)的这次任务的首席研究员格雷姆-斯蒂芬斯(GraemeStephens)说,科学家们第一次可以同时观测云层和降水。他说:"没有云,人类就不会存在,因为云提供了我们所知的生命所需的淡水。我们有时称它们为聪明的小恶魔,因为它们具有令人困惑的特性。在预测气候变化方面,云一直是一个谜。"在这段动画中,云图卫星的雷达切片显示,2017年9月,飓风玛丽亚在大西洋上迅速增强。红色和粉红色显示的高反射率区域延伸至9英里(15公里)以上的高度,表明大量的水被吸入大气层的高处。图片来源:NASA/JPL-Caltech/CIRA长期以来,云一直隐藏着许多秘密。在CloudSa出现之前,我们并不知道云在全球范围内产生雨雪的频率。自CloudSat发射以来,我们在了解云如何冷却和加热大气层和地表,以及云如何导致飞机结冰方面也取得了长足进步。CloudSat的数据为数以千计的研究出版物提供了信息,并将继续帮助科学家们取得重要发现,包括全球云层中含有多少冰和水,以及云层是如何通过在大气中捕获热量来加速格陵兰岛和两极冰层的融化的。多年来,CloudSat飞越了玛丽亚、哈维和桑迪等强大的风暴系统,窥探了它们卷云漩涡下的云层。它的云层剖面雷达擅长穿透云层,帮助科学家探索热带气旋如何以及为何会加剧。在CloudSat的整个寿命期间,出现了几个可能会导致任务终结的问题,这些问题与航天器的电池和用于控制卫星方向的反作用轮有关。CloudSat团队制定了独特的解决方案,包括在每个轨道的非日照部分对航天器进行"休眠"以节省电能,以及使用较少的反作用轮进行定向。他们的解决方案使得云层剖面雷达能够继续运行,直到2023年12月永久关闭。JPL的CloudSat项目经理DeborahVane说:"作为NASA大家庭的一员,我们拥有敬业而优秀的团队,他们能够做到前所未有的事情。我们用从未有人使用过的技术从这些异常现象中恢复过来。"姊妹卫星CALIPSOCloudSat于2006年4月28日与一颗名为CALIPSO(Cloud-AerosolLidarandInfraredPathfinderSatelliteObservation的缩写)的激光雷达搭载卫星同时发射。这两个航天器加入了地球轨道上的天气和气候跟踪卫星国际星座。雷达和激光雷达被认为是"主动"传感器,因为它们向地球发射能量光束--CloudSat使用无线电波,CALIPSO使用激光--并测量光束如何反射云层和大气中的微粒(气溶胶)。其他轨道科学仪器使用"被动式"传感器,测量反射的太阳光或地球或云层发出的辐射。CloudSat和CALIPSO的轨道相距不到一分钟,在太阳同步轨道上从北极到南极环绕地球一周,每天在午后和午夜后穿越赤道。它们重叠的雷达-激光雷达足迹穿过大气层的垂直结构,研究薄云和厚云,以及可能影响云形成的尘埃、海盐、灰烬和烟尘等气载颗粒层。气溶胶对云的影响仍然是全球变暖预测的一个关键问题。为了探索这个问题和其他问题,最近发射的PACE卫星和NASA地球系统观测站的未来任务将在CloudSat和CALIPSO的基础上再接再厉,为新一代的研究提供支持。斯蒂芬斯说:"2030年的地球将不同于2000年的地球。世界变了,气候也变了。继续进行这些测量将使我们对不断变化的天气模式有新的认识。"团队介绍CloudSat项目由JPL为美国国家航空航天局管理。JPL开发了云层剖面雷达仪器,加拿大航天局提供了重要的硬件。科罗拉多州立大学提供科学数据处理和分发服务。科罗拉多州布鲁姆菲尔德的BAE系统公司设计并建造了航天器。美国太空部队和美国能源部提供了资源。美国和国际大学及研究中心为任务科学团队提供支持。位于加利福尼亚州帕萨迪纳的加州理工学院为美国国家航空航天局管理JPL。CALIPSO是美国国家航空航天局(NASA)和法国国家空间研究中心(CNES)的一项联合任务,于2023年8月结束。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428985.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1428985.htm

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美国国家航空航天局支持12项创新研究以加强火星探索美国国家航空航天局(NASA)挑选了9家公司对商业服务概念进行早期研究,以支持低成本、高频率的火星任务。(这幅火星全景图由大约100张海盗轨道飞行器图像组成。)图片来源:NASA/JPL-Caltech/USGS美国国家航空航天局(NASA)已选定九家美国公司,就如何应用商业服务支持火星科学任务进行总共12项概念研究。每家获奖公司将获得20万至30万美元的奖金,用于编写一份关于潜在服务的详细报告,这些服务包括有效载荷运送、通信中继、表面成像和有效载荷托管等,可为未来前往火星的任务提供支持。这些公司是从响应1月29日美国工业界招标书的公司中挑选出来的。美国国家航空航天局的火星探测计划发起了提案征集活动,以帮助建立一种新的火星任务模式,从而有可能推进高度优先的科学目标。许多被选中的建议书的中心内容是将目前侧重于月球和地球的现有项目调整为基于火星的应用。它们包括将其他航天器运往火星的"太空拖船"、承载科学仪器和照相机的航天器以及通信中继器。目前正在征集的概念旨在支持政府、工业界和国际合作伙伴之间建立伙伴关系的广泛战略,以便在未来20年内能够频繁、低成本地执行火星任务。美国国家航空航天局(NASA)火星探测计划主任埃里克-扬森(EricIanson)说:"我们正处在一个激动人心的太空探索新时代,商业兴趣和能力都在迅速增长。现在正是美国国家航空航天局(NASA)开始研究公私合作如何在未来几十年支持火星科学的恰当时机。选定的火星探测商业服务研究分为四类:小型有效载荷交付和托管服务科罗拉多州利特尔顿的洛克希德-马丁公司--改装月球探测飞船加利福尼亚州雷东多海滩的ImpulseSpace公司--改装地球-近地轨道转移飞行器(空间拖船)德克萨斯州锡达公园的FireflyAerospace-改造月球探测飞船大型有效载荷交付和托管服务科罗拉多州百年城的联合发射服务有限责任公司(ULA)--改装地球温和低温末级华盛顿州肯特市的蓝色起源--改装地球和月球近地航天器匹兹堡Astrobotic技术公司--改装探月飞船火星表面成像服务科罗拉多州布鲁姆菲尔德的AlbedoSpace公司-改造一颗低地球轨道成像卫星科罗拉多州利特尔顿的RedwireSpace,Inc.匹兹堡Astrobotic技术公司下一代中继服务加利福尼亚州霍索恩的太空探索技术公司(SpaceX)-为火星改装地球轨道通信卫星洛克希德-马丁公司--通过改装的火星轨道器提供通信中继服务蓝色起源--通过改装后的地球和月球近地航天器提供通信中继服务为期12周的研究计划于8月结束,研究摘要将于今年晚些时候发布。这些研究有可能带来未来的提案征集,但并不构成美国国家航空航天局的承诺。美国国家航空航天局(NASA)同时也在为其火星样本送回活动征集单独的工业提案,该活动旨在将该机构的"毅力"号漫游车收集的样本送回地球,在地球上用实验室设备对这些样本进行研究,因为这些设备过于庞大和复杂,无法带入火星。MSR行业研究完全独立于MEP商业研究。位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室代表位于华盛顿的美国宇航局科学任务局管理火星探测计划。该计划的目标是通过一系列精挑细选的机器人轨道器、着陆器和移动实验室,通过高带宽火星-地球通信网络相互连接,持续不断地提供科学信息和发现。所有火星探测计划任务的科学数据和相关信息都在美国宇航局行星数据系统中存档。位于加利福尼亚州帕萨迪纳的加州理工学院为美国国家航空航天局管理JPL。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1433258.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1433258.htm

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中国已同意美国国家航空航天局和其他国家航空航天机构使用“鹊桥”号中继卫星的请求中国科学技术大学马来西亚籍副研究员刘敬祥表示,探索月球背面确实是一项非常具有挑战性的任务,因为月背无法接收地球的无线电传输信号。为解决这一问题,中国在2018年发射了“鹊桥”中继卫星。刘敬祥提到,目前,中国已同意美国国家航空航天局和其他国家航空航天机构使用“鹊桥”的请求,以助其完成未来的月球探索任务。投稿人:DaneelGod投稿:@ZaiHuaBot频道:@TestFlightCN

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美国国家航空航天局麦哲伦号数据揭示金星最新的火山活动

美国国家航空航天局麦哲伦号数据揭示金星最新的火山活动这个由计算机生成的金星表面三维模型显示了西夫蒙斯火山,该火山有持续活动的迹象。意大利研究人员利用美国宇航局麦哲伦任务提供的数据,在20世纪90年代初航天器绕金星运行时探测到了火山爆发的证据。图片来源:NASA/JPL-Caltech这是第二次观测到金星近期火山活动的直接地质证据。意大利的科学家分析了美国国家航空航天局麦哲伦任务的档案数据,揭示了金星表面的变化,这些变化显示了新岩石的形成,而这些新岩石是由熔岩流形成的,熔岩流与金星轨道上的火山喷发有关。麦哲伦号"由美国宇航局位于南加州的喷气推进实验室(JPL)管理,它在1990年至1992年期间绘制了金星表面98%的地图,其生成的图像是迄今为止金星上最详细的图像。"以这些地图为指导,我们的研究结果表明,金星上的火山活动可能远比以前想象的要活跃,"领导这项研究的意大利佩斯卡拉达农齐奥大学的达维德-苏尔卡内塞说。"通过分析我们在金星上两个地点观测到的熔岩流,我们发现金星上的火山活动可能与地球上的火山活动相当"。在这个由计算机生成的金星表面三维透视图中,显示的是马特蒙斯(MaatMons)。视角位于马特蒙斯以北634公里(393英里)处,高出地形3公里(2英里)。熔岩流在前景所示的断裂平原上绵延数百公里,一直延伸到MaatMons的底部。美国宇航局麦哲伦任务合成孔径雷达数据与雷达测高相结合,绘制出了地表的三维地图。该视角中的垂直比例尺夸大了10倍。资料来源:NASA/JPL麦哲伦号合成孔径雷达的图像显示,金星赤道附近与马特蒙斯火山相关的一个喷口发生了变化。这些雷达图像被证明是金星近期火山爆发的首个直接证据。通过比较麦哲伦雷达图像的时间变化,2023年研究报告的作者发现了金星地表下熔岩外流造成的变化,这些熔岩填满了喷口的火山口,并顺着喷口的斜坡溢出。科学家通过研究活火山来了解行星内部如何塑造其地壳、推动其进化并影响其宜居性。最近在金星上发现的火山活动为了解金星的历史以及金星为什么会走上与地球不同的进化道路提供了宝贵的资料。雷达背向散射在这项发表在《自然-天文学》杂志上的新研究中,研究人员同样关注了麦哲伦合成孔径雷达的档案数据。雷达发出的无线电波穿过金星厚厚的云层,然后从金星表面弹回航天器。这些反射的雷达信号被称为"反向散射",携带着它们遇到的岩石表面物质的信息。研究的两个地点分别是EistlaRegio的SifMons火山和NiobePlanitia的西部,那里有许多火山地貌。通过分析1990年和1992年从这两个地点接收到的反向散射数据,研究人员发现,在后来的轨道上,雷达信号强度沿某些路径有所增加。这些变化表明有新的岩石形成,很可能是这两年期间火山活动产生的凝固熔岩。但他们也考虑了其他可能性,如存在微沙丘(由风吹沙形成)和可能干扰雷达信号的大气效应。这张麦哲伦全分辨率马赛克照片以北纬12.3度、东经8.3度为中心,显示了金星埃斯特拉地区160公里(96英里)乘250公里(150英里)的区域。突出的圆形特征是火山圆顶,直径65公里(39英里),顶部宽阔平坦,高度不到1公里(0.6英里)。它们有时被称为"薄饼"穹顶,是金星上由粘性熔岩形成的一类独特的火山喷出物。这些地貌中常见的裂缝和凹坑是熔岩冷却和流出的结果。粘性较低的熔岩流从东北方向的穹顶喷向图像西南角的另一个大穹顶。图片来源:NASA/JPL为了帮助确认新岩石,研究人员分析了麦哲伦号的测高(地表高度)数据,以确定地形的坡度和熔岩流过的障碍物位置。研究报告的合著者、罗马萨皮恩扎大学的马尔科-马斯特罗吉塞佩(MarcoMastrogiuseppe)说:"我们将这些信号解释为沿着斜坡或火山平原流动的熔岩流,它们可以像流体一样绕过盾状火山等障碍物。"在排除了其他可能性之后,我们确认我们的最佳解释是,这些是新的熔岩流。"以地球上的岩流作为对比,研究人员估计这两个地方喷发出的新岩石平均深度在10到66英尺(3到20米)之间。他们还估计,SifMons火山喷发产生了大约12平方英里(30平方公里)的岩石,足以填满至少36000个奥林匹克大小的游泳池。NiobePlanitia火山喷发产生了约17平方英里(45平方公里)的岩石,足以填满54000个奥林匹克游泳池。相比之下,地球上最大的活火山夏威夷莫纳罗亚火山2022年的喷发产生的熔岩流足以填满10万个奥林匹克游泳池。"这项令人兴奋的工作提供了金星上新熔岩流火山变化的另一个例子,增强了罗伯特-赫里克博士和我去年报告的喷口变化,"JPL高级研究科学家、2023年研究的共同作者斯科特-亨斯利(ScottHensley)说。"这一结果,再加上之前发现的当今地质活动,让行星科学界更加期待未来的金星任务。"在开始金星之旅之前,美国宇航局的麦哲伦号航天器在地球轨道上由亚特兰蒂斯号航天飞机的STS-30任务释放。1989年5月4日拍摄的这张照片显示,麦哲伦号是第一艘从航天飞机上发射的行星航天器。图片来源:美国国家航空航天局了解火山亨斯利是美国国家航空航天局(NASA)即将进行的VERITAS任务的项目科学家,而马斯特罗吉塞佩则是其科学团队的成员。VERITAS是金星发射率、无线电科学、合成孔径雷达、地形学和光谱学的缩写,计划于下个十年初发射,使用最先进的合成孔径雷达绘制三维全球地图,并使用近红外光谱仪了解金星表面由什么构成,同时跟踪火山活动。此外,该航天器还将测量金星的引力场,以确定其内部结构。JPL高级科学家兼VERITAS首席研究员苏珊娜-斯姆雷卡(SuzanneSmrekar)说:"我们的国际同行对金星近期火山活动的这些新发现,为我们在VERITAS到达金星后应该瞄准的区域类型提供了令人信服的证据。我们的航天器将拥有一整套识别表面变化的方法,这些方法比麦哲伦图像更全面、分辨率更高。即使在分辨率较低的麦哲伦数据中也能找到活动的证据,这为彻底改变我们对这个神秘世界的认识提供了巨大的潜力"。参考文献:DavideSulcanese、GiuseppeMitri和MarcoMastrogiuseppe所著《麦哲伦雷达揭示金星上持续火山活动的证据》,2024年5月27日,《自然-天文学》。DOI:10.1038/s41550-024-02272-1美国国家航空航天局(NASA)的VERITAS任务是2021年根据NASA的发现计划选定的。任务合作伙伴包括洛克希德-马丁航天公司、意大利航天局、德国航空航天中心和法国国家空间研究中心。发现计划由位于阿拉巴马州亨茨维尔的美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心的行星任务计划办公室负责管理,隶属于位于华盛顿的美国国家航空航天局科学任务局行星科学部。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1433138.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1433138.htm

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美国国家航空航天局在贝努小行星样本中发现水和碳

美国国家航空航天局在贝努小行星样本中发现水和碳OSIRIS-REx太空舱。图片:NASA/ErikaBlumenfeld&JosephAebersoldNASA/ErikaBlumenfeld&JosephAebersoldNASA对小行星岩石的初步研究显示,样本中含有生命的一些构成要素,即水和碳。NASA调查的一个关键部分是确定贝努或其他地外物质在地球生命起源过程中可能扮演的角色。据NASA称,在卡内基大学分析的所有地外物质中,OSIRIS-REx样本的碳物质丰度最高。作为OSIRIS-REx样品揭示的一部分,美国国家航空航天局(NASA)今天早些时候召开了新闻发布会,该机构的官员和分析师在会上分享了有关其发现的一些细节。美国国家航空航天局不仅从贝努星上获得了一些"额外"的物质--镶嵌在罐子里的岩石,而且所分析的样本还证明了这样一个事实:使地球上的生命得以进化的物质可能源自太空。美国国家航空航天局的目标是从贝努收集60克岩石,但根据初步估计,该机构回收了大约250克物质。研究这些样本的一位NASA科学家是OSIRIS-REx计划的首席研究员丹特-劳雷塔(DanteLauretta)。劳雷塔博士解释说,用电子显微镜分析贝努岩石后发现,粘土矿物的晶体结构中锁住了水。根据他的说法,这种结构可以让我们了解水是如何进入地球使其适宜居住的。图片显示美国国家航空航天局(NASA)对小行星贝努上收集的岩石进行的详细研究样本中还含有硫,这是一种对行星进化和蛋白质结构至关重要的矿物质。最后,还发现了对磁场有反应的氧化铁矿物,包括那些可能在地球生命起源中发挥作用的矿物。OSIRIS-REx的样本分析师丹尼尔-格拉文(DanielGlavin)博士分享了在小行星岩石上发现的碳的详细信息。据他介绍,卡内基科学研究所对样本进行了碳分析,发现了4.7%的碳--这是卡内基研究所分析的250个地外样本中发现的最高比例。右侧贝努岩石颗粒的紫外线分析显示了碳和有机物。图片:NASATV对岩粒也进行了紫外线分析,结果显示岩粒中心存在碳,碳被锁定在矿物颗粒中。碳周围的有机球状物在岩粒结构中就像"星星"一样清晰可见。这项调查旨在了解地外岩石是否可能在地球上"播种"了帮助生命进化的前生物化学物质。美国国家航空航天局约翰逊航天中心的科学家们花了一个多星期的时间将太空舱拆开,以获取里面的东西。这些样本经过了电子显微镜、化学分析、基于X射线的计算机断层扫描和红外光分析。通过这些方法,研究人员可以了解岩石的成分,从而研究它们是否为地球生命的起源提供了任何线索。据信,小行星"贝努"距今已有45亿年的历史,这意味着它可以提供有关地球生命起源及其形成的重要细节。美国国家航空航天局于2005年选择贝努小行星进行探测,影响这一决定的因素包括它与太阳的距离、轨道以及是否存在碳元素。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1389375.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1389375.htm

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