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：

波音开始为"Starliner"飞船进行为期两周的燃料装载

波音开始为"Starliner"飞船进行为期两周的燃料装载 2020 年，SpaceX 的"龙"计划首次载人飞行任务是 DM-2 号航班，宇航员罗伯特-贝恩肯和道格拉斯-赫尔利乘坐该航班前往国际空间站。这标志着私人公司首次向国际空间站派出乘员，并为一年多后的 2021 年 7 月 SpaceX Crew-1 任务铺平了道路。从那时起，NASA 已经成功发射了七次载人国际空间站任务，最近一次是本月初从佛罗里达州肯尼迪航天中心起飞的。与此同时，波音公司的"Starliner"飞船也在肯尼迪航天中心进行飞行前的准备工作。发射航天器，尤其是将搭载宇航员的航天器，是一个漫长的过程，需要仔细评估其数十个性能方面。在CFT期间，NASA和波音公司将测试飞船前往国际空间站、与空间站定位和对接的能力。这标志着任务第一阶段的结束，第二阶段将同样重要，因为在这一阶段，机组人员将乘坐"Starliner"高速返回地球。与 SpaceX 的"龙"飞船一样，"Starliner"也使用降落伞在着陆前的最后时刻降低速度。美国国家航空航天局（NASA）和波音公司今年 1 月在一个军队试验场测试了降落伞。据波音公司称，"Starliner"的燃料加注过程将耗时两周多一点，由技术人员和工程师组成的团队将负责这项重要的准备工作。为"Starliner"加注燃料是飞船发射时间表上的一个关键点，在团队可以放心地将推进剂装入飞船之前，他们必须确保飞船处于完美状态，因为在燃料装载期间或之后会导致后期发现一些问题时无法解决。Starliner 目前计划于 5 月由联合发射联盟（ULA）的 Atlas V 火箭发射。这是一枚退役的运载火箭，其剩余任务数量有限。取而代之的将是 ULA 的"火神"火箭，该火箭于今年早些时候首次亮相，用于向月球发送着陆器。迄今为止，"Starliner"已经发射了两次，最近一次将于2022年5月发射。这次发射被称为 OFT-2，原定于 2021 年进行，但由于阀门故障，NASA 和波音公司取消了这次发射。OFT-2见证了飞船与国际空间站的成功对接，但在入轨过程中，一些推进器出现故障。Starliner和Crew Dragon都是NASA商业乘员计划（CCP）的一部分。通过 CCP，NASA 卸下了为载人飞行任务运营火箭的风险，但这将随着 Artemis 计划的实施而改变。Artemis 使用波音公司的 SLS 火箭，配备诺斯罗普-格鲁曼公司的固体助推器，这将是 NASA 自航天飞机以来的首枚载人火箭。 ... PC版： 手机版：

比土星五号推力强一倍 肯尼迪航天中心准备好承受星际飞船的震撼了吗？

比土星五号推力强一倍 肯尼迪航天中心准备好承受星际飞船的震撼了吗？ "星际飞船"是有史以来最大、最强大的火箭。完全叠加的第一级和第二级火箭高 394 英尺（120 米），而将第一批宇航员送上月球的阿波罗土星五号只有 363 英尺（111 米）。此外，"星际飞船"的 33 个"猛禽"发动机可产生超过 1600 万磅的推力，是"土星五号"的两倍。它比美国国家航空航天局的太空发射系统（SLS）还要高，后者高 371 英尺（114 米），推力仍然是后者的两倍。至于有效载荷，"星际飞船"可以将 150 吨的重量送入轨道，两级火箭都可以返回地球重复使用。而 SLS 目前的配置只能处理 95 吨的载荷。另一个区别是，"星际飞船"是为频繁、重复飞行而设计的，而 SLS 每两年左右才飞行一次。想象一下阿波罗 11 号每隔几周升空一次的场景，这也就解释了为什么 SpaceX 热衷于将其至少部分设在肯尼迪。当 SpaceX 公司从其位于得克萨斯州的设施中进行首次轨道发射尝试时，地面上的影响非常壮观，而且更具破坏性。SpaceX 公司的工程师们对发射台的设计不足到了令人恐惧的程度。土星五号的发射台规模宏大，有厚重的混凝土结构、钢制防爆通道，还有巨大的喷水系统，以保护一切免受五个巨大的 F1 发动机的伤害。而星际飞船的试验发射台则非常简陋，结果是混凝土板被巨大的冲击力撕裂，周围还燃起了野火，汽车在离发射台很远的地方被炸毁，尘土飞扬。如此多的碎片飞向空中还引起了环境问题，美国联邦航空局对改进发射设施和星舰的设计采取了非常严厉的态度。结果，虽然火箭的两级都发生了爆炸，但发射台还是在修复后顺利进行了第二次升空。根据美国太空部队提交的环境影响声明，美国太空部队拟接管建于 1959 年的第 37 号太空发射场（SLC-37），该发射场曾用于测试早期的阿波罗助推器，也是无人驾驶的阿波罗 5 号任务的发射场。目前，联合发射联盟（United Launch Alliance）正在使用它来运行德尔塔 4 重型火箭，该火箭将于今年晚些时候退役，转而使用火神火箭。SLC-37 将被部分拆除并重建，以处理星际飞船。声明还说，作为替代方案，还可以在附近建造另一个综合设施，名为 SLC-50，用于相同的目的。由于这是根据《国家环境政策法》提交的一份例行文件，有关该项目的细节并未公布，但太空部队提交的文件凸显了军方对"星际飞船"的兴趣。近年来，美国空军和太空部队一直在研究"星际飞船"，将其作为一种可能的货物和部队军事运输工具，可以在一小时内到达世界任何地方。也有消息称，太空部队希望购买或租赁星际飞船火箭，并在没有SpaceX参与的情况下运营。无论细节如何，如此大规模发射场的保障和建造表明，未来的商业发射将与太空竞赛时期大不相同。超重型火箭将不再是每年只有几次发射，而是会像喷气式客机起飞一样，在无比强大的破坏性推力的尾部升空。 ... PC版： 手机版：

减肥总反弹的原因找到了 研究发现肥胖会改变大脑神经元

减肥总反弹的原因找到了 研究发现肥胖会改变大脑神经元 在面对美味食物的诱惑时，控制能力较弱的个体会过度进食，久而久之导致肥胖。而控制能力较强的个体，则会合理进食，从而保持健康的体重。那么，人体究竟是如何控制自己食欲的？为什么有人减肥易反弹？许多研究人员都在研究这一作用机制。肥胖者大脑对食物的应答遭到了破坏2023 年 6 月 12 日，荷兰阿姆斯特丹大学医学中心米雷耶·塞利（Mireille J. Serlie）博士团队和美国耶鲁大学医学院拉尔夫·迪莱昂（Ralph J. DiLeone）博士团队在《自然》子刊《自然-代谢》（Nature Metabolism）上发表了题为：《肥胖症患者大脑对营养物质的应答受损，且无法通过减肥逆转：一项随机交叉研究》（Brain responses to nutrients are severely impaired and not reversed by weight loss in humans with obesity: a randomized crossover study）的研究论文，对肥胖症患者大脑应答问题开展了相关临床试验。研究团队募集 60 名志愿者参与这项临床试验，在这 60 位志愿者中，有 30 人是 BMI（体重指数，BMI=体重÷身高?）超过 30 的肥胖个体，另外 30 人是 BMI 在 18.5~25 的正常体重个体。研究人员使用饲管将两类食物（葡萄糖溶液、脂质溶液）直接输送到志愿者的胃中，然后使用功能磁共振成像（fMRI）来检查他们的大脑对这些食物的应答反应。之所以不让志愿者按照正常进食方式吃进色香味俱全的美味食物，而是把糖和脂肪用饲管直接输进胃里，是因为要规避食物的感官效应对大脑活动产生的干扰。实验中他们发现：体重正常的个体：在摄入糖和脂肪后，大脑中负责饥饿调节的几个区域，活动就减少了，可以理解为他们进一步进食的欲望降低了；肥胖的个体：在摄入糖和脂肪后，大脑中负责饥饿调节的几个区域，活动水平在摄入前和摄入后并没有检测到差异，他们进一步进食的欲望并未降低。论文作者米雷耶·塞利博士表示，他们对此感到很吃惊，因为他们原先预计胖人和标准体重的人，在摄入食物后，大脑会做出不同的应答反应，但没有想到，胖人的大脑竟然是没有反应。研究人员还做了进一步的实验，他们让这些肥胖的志愿者先减肥，花12周时间至少减掉 10% 的体重。12 周后，重复实验。结果发现，即使减了肥，他们的大脑在进食之后的表现仍然跟减肥之前差不多，在摄入糖和脂肪后，大脑中负责饥饿调节的几个区域，活动依然没有减弱，进一步进食的欲望并没有降低。这就意味着，相比于正常体重的个体，肥胖的个体大脑对食物的应答遭到了破坏，即使体重下降，这种负面影响也没有得到逆转。这也从一个角度解释了，为什么很多人减肥最终难以成功，因为他们在体重降低之后，胃口依然大开，体重又会迅速反弹。需要指出的是，这项研究具有 2 个局限性：1. 研究人员给志愿者的胃部输入糖和脂肪后约 30 分钟内，就进行了 fMRI 检查。虽然在这个时间点未能检测到肥胖个体的大脑做出的应答，但无法排除在这个时间点之后，大脑做出了应答，也就是说，无法排除这种应答只是被延迟了，而不是完全消除了；2. 参与试验的志愿者年龄都在 40 岁以上，但是对于 40 岁以下的年轻人来说，试验结果还会如此吗？肥胖人群的大脑不能正常释放多巴胺除此之外，研究人员还做了更深入的研究。由于长期以来，科学家都在研究人类究竟是怎样控制住/控制不住自己食欲的。普遍认为，食物的色香味带来的感官愉悦效应，是导致一部分人过度进食的主要诱因。但越来越多的研究表明，个体在摄食后，大脑中控制饥饿感和饱腹感的相关区域做出的应答，在调节个体的进食行为中也发挥着重要的作用。2012 年，一项对啮齿类动物的研究发现，摄入碳水化合物和脂肪都会刺激大脑内一个叫纹状体的区域释放多巴胺，获得进食愉悦感和满足感，纹状体在调节饮食行为方面发挥至关重要的作用，而长期摄入高脂肪食物引发肥胖后，可能会抑制纹状体的反应。本文报道的论文作者则进一步研究了肥胖是否会导致大脑纹状体的反应迟钝。作者利用单光子发射计算机断层扫描成像技术（SPECT），检测大脑中纹状体多巴胺的释放。发现虽然在输入葡萄糖溶液之后，肥胖者的纹状体也会正常释放多巴胺；但在输入脂质溶液之后，肥胖者的纹状体并不能正常释放多巴胺；而且肥胖者减肥成功后，也不能恢复正常的多巴胺释放。这个发现进一步表明，肥胖者大脑对食物的应答功能确实受到了破坏，这种破坏可能会导致肥胖者过度进食，以及在减肥之后容易发生体重反弹。总之，这项研究得到的结果，为人类饮食行为生理学和肥胖病理生理学提供了新的见解，并为今后开发针对肥胖者的减肥疗法提供了理论基础。肥胖的预防和控制应贯穿人的全生命周期既然“一次肥胖终身改变大脑，导致减肥易反弹”，而肥胖又与全身多种疾病息息相关，因此预防肥胖、保持健康体重，是我们每个人的一生中都需要持之以恒重视的课题。1、不同人群，健康体重标准是什么？根据《中国居民膳食指南（2022）》的建议，我国健康成年人（18~64 岁）的 BMI 正常范围是 18.5～23.9，BMI 超过 24 为超重，BMI 超过 28为肥胖。65 岁以上老年人的体重和 BMI 可以略高。6~18 岁儿童青少年则可使用《学龄儿童青少年超重与肥胖筛查》中提供的不同性别、年龄的 BMI 标准来进行判断。上下滑动，查看更多图片截取自中华人民共和国卫生行业标准《学龄儿童青少年超重与肥胖筛查》2、如何保持健康体重？肥胖在本质上是由于人体摄入的总能量超过了人体消耗的总能量，日积月累而导致的后果。因此，在预防肥胖、保持健康体重时，“正确地吃”与“适量的动”是最重要的两个方面。在“吃”的方面：我们要秉持“平衡膳食”原则和“食不过量”原则。可以按照《中国居民平衡膳食宝塔（2022）》的结构，将谷薯类、蔬菜水果类、动物性食物、大豆类和坚果、烹调油和盐，进行合理的平衡与搭配，并控制总摄入量。在“动”的方面：-对于 6~17 岁的儿童青少年：建议每天进行至少 60 分钟中等强度到高强度的身体活动，鼓励以户外活动为主。每周进行 3 次以上的肌肉力量训练。减少静坐、躺卧的静态行为，每次静态行为持续不要超过1小时，每天视屏时间累计小于 2 小时。-对于 18~64 岁的成年人：建议每周进行 150~300 分钟中等强度或 75~150 分钟高强度有氧活动，或等量的中等强度和高强度有氧活动的组合，每周进行 2 次以上的肌肉力量训练。肥胖的预防和控制，应贯穿人的全生命周期，需要政府、社会、家庭和个人的共同努力。建议全社会关注健康问题，形成健康生活的理念，从备孕期、孕期就开始关注，从一个人的婴幼儿期、儿童少年青年时期，就要预防和控制肥胖，成年后更应注意吃动平衡，保持健康的体重。最后，祝大家都能拥有健康的身体！ ... PC版： 手机版：