洞察号的“鼹鼠”仪器卡住了,我们该如何解救它?

洞察号的“鼹鼠”仪器卡住了,我们该如何解救它?

在NASA的喷气推进实验室模拟火星的测试区中,工程师正在尝试利用着陆器、机器臂和机器装置的模型,来辅助NASA洞察号火星探测器上热流和物理特性探测仪(HP3)的运作。 版权:NASA/ JPL-加州理工学院(Caltech) 科学家和工程师制定了一个新的计划,让美国航空航天局(NASA)洞察号(Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport,InSight)上被称为“鼹鼠”(mole)的热探测器在火星上再次开始挖掘工作。作为热流和物理特性探测仪(Heat Flow and Physical Properties Package,HP3)的一部分,“鼹鼠”是一种自动钻地的探测针,用于在火星表面之下16英尺(约5米)的地方进行挖掘和温度记录。 这根自动钻地的“鼹鼠”(mole)探测器,是NASA洞察号火星探测器上的热流和物理特性包(HP3)的一部分,截至2019年6月初,“鼹鼠”仅有部分钻入了火星土壤之中,如图所示。 版权:NASA / JPL-加州理工学院/ DLR 但是从2019年2月28日开始,“鼹鼠”钻入火星地表的深度就停在了12英寸(约30厘米)。“鼹鼠”装置的支撑结构挡住了洞察号的摄像机,让我们无法观察到鼹鼠,因此研究团队计划用洞察号的机器臂将支撑结构抬到不阻挡摄像的位置。根据研究团队到时候所看到的情况,在今年夏季的晚些时候,他们可能会使用洞察号的机器臂进一步辅助“鼹鼠”。 NASA洞察号火星探测器上的机械臂在热流和物理特性探测仪(HP3)上方移动,并在2019年6月1日拍摄的这一系列图像中努力地张开手指。 版权:NASA / JPL-加州理工学院 [rml_read_more] 洞察号火星探测器进行着好几个实验,HP3是其中之一,所有的这些实验都是为了揭开这颗红色星球的内部信息,让科学家对火星内部有一个直观的了解。洞察号上的仪器里还包含了一个地震仪,最近,在2019年4月6日的时候,这个地震仪记录了它的第一次地震信号,随后又记录下了迄今为止最大的地震信号,就在2019年5月22日,时间是太平洋夏令时的晚上7:23(北京时间5月23日上午10:23),这是一场强度3.0级的大地震。 洞察号在执行火星任务的第110个火星日(Martian day)里,拍下了这张地震仪的图像。 这台地震仪被称为内部结构地震实验仪(Seismic Experiment for Interior Structure,SEIS)。 版权:NASA / JPL-加州理工学院 过去的几个月里,NASA在加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory,JPL)进行了测试和分析。喷气推进实验室主导了洞察号火星探测任务,而提供HP3的德国航空航天中心(German Aerospace Center,DLR)则正在研究阻止“鼹鼠”进一步挖掘的原因。研究团队现在认为,最可能的原因是洞察号周围的土壤中缺乏摩擦,这在一开始的意料之外,因为在火星其他部分的土壤中并不会出现这种状况。在设计“鼹鼠”时,松散的土壤需要能在探测针的周围流动,增加摩擦力以抵抗后坐力,从而能够进行挖掘;如果没有足够的摩擦力,“鼹鼠”则会反弹归位。 “JPL和DLR的工程师一直在努力评估这个问题,”NASA行星科学部(Planetary Science Division)的主任洛丽•格莱兹(Lori Glaze)说道,“挪动支撑结构将有助于研究团队收集道更多信息,并尝试至少一种可能的解决方案。” 在JPL的一个实验室中,NASA洞察号上自动钻地“鼹鼠”的复制品旁边,洞察号机器臂的复制品正在用铲子压在碎掉的石榴石(garnet)上。工程师们认为,这样的压力在火星土壤上可能会通过增加周围土壤的摩擦来帮助“鼹鼠”的挖掘任务。 版权:NASA / JPL-加州理工学院 一系列的抬起提动将于6月下旬开始,利用机器臂来抓住“鼹鼠”的支撑结构(洞察号最近进行了一些测试性的动作)。在一周的时间里,机器臂将分三步提起支撑结构、拍摄图像并将其返回,这样工程师就可以确保在挪动支撑结构的同时不会将“鼹鼠”拉出地面。一旦“鼹鼠”被拔出火星土壤,它将不能再重新回到之前的挖掘位置。 移动支撑结构的过程并非没有风险,但是,洞察号的任务管理者已经确定,只有采取了接下来的这些操作,“鼹鼠”才能再次运行。 “挪动支撑结构将使团队更好地了解‘鼹鼠’现在面临的情况,同时,这么做也可以让我们测试一个可能的解决方案,”DLR的首席研究员蒂尔曼•施波恩(Tilman Spohn)表示,“我们计划让洞察号的机器臂压在地上,因为依据我们的计算,这么做会增加‘鼹鼠’附近土壤的摩擦力。” 关于“鼹鼠”和解救它的行动,这里有一份研究团队的问答采访:https://mars.nasa.gov/news/8444/common-questions-about-insights-mole/?site=insight JPL为NASA的科学任务理事会(Science Mission Directorate)主导和管理洞察号火星探测任务。洞察号任务是NASA“发现计划”(Discovery Program)的一部分,由NASA位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心(Marshall Space Flight Center,MSFC)管理。洞察号探测器(包括巡航级和着陆器)由位于丹佛的洛克希德•马丁太空空间系统公司(Lockheed Martin Space Systems Company,LMT)制造,LMT同时还支持了探测器的飞行任务。 包括法国国家空间中心(Centre National d’Études Spatiales,CNES)和德国航空航天中心(DLR)在内的许多欧洲合作伙伴正在为洞察号火星探测任务作出贡献。CNES向NASA提供了内部结构地震实验仪(SEIS),主要研究者来自巴黎地球物理研究所(Institut de Physique du Globe de Paris,IPGP)。为SEIS作出了重大贡献的机构包括法国IPGP、德国马克斯普朗克太阳系研究所(Max Planck Institute for Solar System Research,MPS)、瑞士联邦理工学院(Swiss Federal Institute of Technology,即苏黎世联邦理工学院ETH Zurich)、伦敦帝国理工学院(Imperial College London)、英国牛津大学(Oxford University)以及美国NASA喷气推进实验室(JPL)。DLR提供了热流和物理特性探测仪(HP3),波兰科学院(Polish Academy of Sciences)的空间研究中心(Space Research Center,CBK)和波兰的Astronika公司则对此作出了重要的贡献。温度和风力传感器由西班牙天体生物学中心(Centro de Astrobiología,CAB)提供。 参考: https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=7416 https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=7383

未来运载火箭技术揭秘

未来运载火箭技术揭秘

从理论到实践:将技术从“实验室”应用于“发射” 版权:ESA 欧洲航天局(ESA)通过其未来运载器准备计划,或称为FLPP(Future Launchers Preparatory Programme)为确保欧洲进入太空提供保障。 运载火箭概念 版权:ESA FLPP权衡了不同运载火箭概念和相关技术的机遇和风险。 FLPP通过演示器和相关研究磨练了新兴技术,为欧洲的火箭制造商提供了宝贵的领先优势,助力他们开启将所选设计变为现实的艰巨工作。 从理论到实践 超低成本的可重复使用火箭发动机演示器普罗米修斯(Prometheus)将为未来的运载火箭提供动力 版权:ArianeGroup Holding 基于标准化的“技术成熟度等级”(Technology Readiness Level,TRL)量表,已经在3级实验室环境中进行示范操作的技术将通过FLPP进一步开发,并通过集成演示器进行测试,以将其提升到TRL 6级。 一旦一项技术达到6级,即可减轻与在太空环境中使用新技术相关的大部分风险。且该技术可以通过经优化后的成本及进度被快速转移到新发展阶段,直至飞行(TRL 9级)。 [rml_read_more] FLPP活动 FLPP定义了新的太空运输系统及服务的概念和要求。选择技术时基于其降低成本、提高性能、提高可靠性的潜力进行综合考量,或考虑其完成目标系统、演示器或任务的特定需求的能力。 在该计划中,通过将多种技术组合至一个系统或子系统来构建集成演示器,以便企业能够放心自如地使用这些技术。 答案揭晓时刻:关于未来的太空运输 版权:ESA 旗舰项目 未来的太空运输服务及系统将通过其竞争力和经济可行性进行评估。 ESA的目标是建立一个强大且灵活的太空运输生态系统,以满足欧洲的需要。为实现这一目标,ESA汇集了其多样的计划和业务部门、欧洲的发射服务提供商以及航天器制造商和创新型初创企业等企业共同协作。 FLPP项目涵盖推进器、材料、可重复利用性、生产方法和航空电子设备等领域。 扩展循环技术集成演示器 版权:ArianeGroup 推进器 普罗米修斯(Prometheus)是可重复使用的100吨级火箭发动机的前身,旨在通过极端的限额成本设计法(Design-to-Cost),新的推进剂和创新的制造技术来削减成本。 发动机部件的逐层添加式制造使生产速度更快,部件更少。液氧/甲烷推进剂效率高,可广泛应用,因此是可重复使用发动机的理想选择。一个全面演示器将于2020年进行实地测试。 扩展循环技术集成演示器,或称为ETID(Expander-cycle Technology Integrated Demonstrator),为欧洲下一代10吨级低温上面级发动机做好了准备。 最近完成了全方位的ETID演示器测试,验证了最新的推进技术。目前正在对测试结果进行全面分析,包括交叉检查以改进数值模型,以及对测试硬件的全面检查。 Prometheus和ETID项目之间的协同作用产生了扭转格局的燃烧室增材制造技术,从而降低了成本,缩减了前导时间。 燃烧室演示测试 版权:ArianeGroup Holding, Jürgen Dannenberg/ Alpensektor 在德国航空航天中心(DLR)的拉帕德少森(Lampoldshausen)测试设施中对用于上面级的3D打印(也称为增材制造)小型燃烧室设计进行了测试。它使用“可储存推进剂”,之所以这么称呼,是因为推进剂可以在室温下以液体形式储存。以这种方式驱动的火箭发动机很容易在持续数月的任务中可靠且反复地点燃。 在继续该项目的同时,考虑到目前使用的可储存推进剂对环境的影响,目前正在对新的环境友好型推进行组合物进行调查,以便对其进行试验。这些环境友好型推进剂组合物仍然可储存,但毒性要小得多。 Nucleus探空火箭展示混合动力 版权:挪威拿默公司(Nammo) 继去年挪威发射Nucleus探空火箭后,已经开始进一步开展混合动力推进研究,该火箭成功地到达了太空,最终高度超过100公里。 材料和工艺:FLPP一直在研究使火箭更轻的替代材料。碳复合材料正在取代铝,用于更轻的上面级结构和燃料箱,以及保护火箭飞向太空途中有效载荷的整流罩。 目前采用闭孔聚氨酯泡沫材作为低温上面级外部储罐的绝热保温材料,且现阶段正在研制一种新的储罐舱壁绝热保温材料。 二次发射器结构可以从增材制造中受益,包括由钛、高强度铝合金和聚合物材料制造的断裂关键结构部件。 微发射器第一阶段跌落试验 版权:西班牙 PLD 航天公司(PLD Space) 可重复使用性:FLPP也在研究运载火箭的可重复使用性 – 最近一个成功的跌落测试证明了微发射器第一阶段可重复使用的一些技术。 风洞测试和计算流体力学为了解欧洲对发射装置第一阶段下降并返回地面的控制能力提供了见解。 此外,一项正在进行的能够携带有效载荷的“飞行试验台”项目,将很快开始进行短程起降试飞。 结构和技巧:各种新的生产方法正在不断提高制造效率,例如,“流动成形”技术可以将金属元件一步成形。该方法在最近由ESA和NASA Langley共同资助的生产试验中得到了验证。 流动成型火箭结构 版权:ESA “流动成型”技术减少了焊缝,使火箭结构更加坚固和轻便,同时也加快了生产速度。该种技术对环境也更好,可以节约能源,不产生废弃余料。最近成功制造并测试了一个直径为3米的铝制演示缸,用作级间。 FLPP正在研究机电致动器,以便更平稳地分离和抛弃发射器的有效载荷,这也将降低欧洲发射器未来演变的成本。 航空电子设备:该领域的技术发展迅速,且重点围绕提高自动化程度,以降低任务期间所需的制导导航控制(Guidance Navigation Control,GNC)的水平,并提供响应式发射能力。FLPP目前正在研究未来可重复使用的发射器的机载实时轨迹制导优化技术。 新型低成本航空电子系统将极大受益于COTS组件和快速有效的GNC设计,这将通过将于今年晚些时候发射的探空火箭演示来进行验证和确认。这也将作为一个有效的测试平台,以便解决发射器领域的新技术。 未来的无线通讯将减少对运载火箭结构布线的需求,增加灵活性。 火箭是所有太空相关活动的支柱。ESA正在与各企业合作开发下一代太空运输工具,Ariane 6, 织女星-C(Vega-C)和太空骑士( Space Rider)。在即将举办的Space19+理事会欧洲空间部长会议,ESA将提出进一步推动这些项目的建议,并为欧洲共同努力建议建立一个强大的太空运输经济提出新想法。请通过关注#RocketWeek标签加入本周的在线对话。 来源: http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Transportation/Unveiling_technologies_for_future_launch_vehicles

数十颗卫星加入了VEGA运载火箭“共享发射”计划

数十颗卫星加入了VEGA运载火箭“共享发射”计划

在欧洲航天局(ESA)轻型卫星发射机会倡议下,ESA计划在织女星(Vega)运载火箭上使用多功能小卫星任务分配器完成搭载发射任务,该任务计划部署多颗500公斤以下的小卫星。 来源:ESA 2019年秋季,欧洲的织女星Vega运载火箭将同时发射40多个卫星,这要归功于设在Vega上面级的创新模块化 -“乐高式”分配器。 到目前为止,最小型的卫星类别,最小直到微小的立方体卫星(CubeSats,由边长为10厘米的模块盒构建而成),通常都是通过“背负式运载”的方式搭载至轨道上。当单个大型卫星发射时,小型卫星必须利用运载火箭上任何的剩余容量,这意味着小型卫星的整体发射机会是有限的。 欧洲航天局(ESA)Vega开发项目负责人乔治•图米诺(Giorgio Tumino)评论道:“新的Vega小型航天器任务服务(Small Spacecraft Mission Service,SSMS)将这种模式转变为“共享发射”模式,多个小型卫星一起发射,通过经济舱机票分摊发射成本”。 2019年5月22日,Vega小型航天器任务服务(SSMS)分配器在法国图卢兹的宇航环境工程试验中心(Intespace)进行振动测试 来源:ESA – M. Pedoussaut [rml_read_more] “我们开发的这种新型SSMS分配器能够将质量从1千克到400千克不等的不同卫星组合在一起,这也是对近几年来呈指数增长的小型和微型卫星任务市场的一种回应。” Vega运载火箭SSMS分配器的首次“概念验证”飞行将于今年9月进行,机上共有41颗独立卫星:7颗小型卫星和35颗立方体卫星。其中包括三颗ESA的立方体卫星,分别是:研究地球辐射收支的辛巴(SIMBA)号任务立方体卫星,测量臭氧的毕加索 (Picasso )号任务立方体卫星和研究人工智能在地球观测中的应用的菲萨特( PhiSat)号任务立方体卫星。 Giorgio 补充道:“一旦更强大的Vega-C运载火箭开始运行,计划在2020年开始定期后续SSMS飞行计划。这将在一个更大的发射整流罩内提供额外700公斤的容量以及更大的扩容,同时发射成本与之前的Vega运载火箭相同。因此,我们将能够以每公斤显著更低的成本,在每次SSMS发射中搭载更多卫星。” SSMS分配器被设计成尽可能具有市场响应能力,能够容纳任何类型组合的卫星,从传统的以大型卫星为主附带几个小型卫星转变为多颗小型卫星或数十颗单独的立方体卫星。 SSMS模块部件< 来源:ESA Giorgio表示:“实现多个小型和微型卫星共享发射的灵感来自ESA的一项研究。SSMS基本上由不同的模块部件组成,概括包括中心柱、三角或六角柱体、支撑平台、可调杆和隔板。这些部件可以根据需要组合在一起,就像乐高积木一样。” 这是ESA的第一个运载火箭在欧洲实现将多个载荷集成,简化了小型卫星公司所需的成本和工作量。搭载卫星由制造商捷克共和国的SAB航空航天公司安装在SSMS的下面级部分,顶级卫星将于发射前在法属圭亚那库鲁航天中心进行安装。 Vega运载火箭发射 来源:ESA – S. Corvaja 此次首飞将把所有卫星送往550公里高度的同一个“太阳同步轨道”上,使卫星保持与太阳同步,以获得最佳的地球观测条件。但在未来,Vega运载火箭可以通过每次SSMS发射将卫星送入三个不同的轨道。 一旦达到目标轨道,由Vega运载火箭姿态与微调上面级模块(AVUM)上的航空电子系统控制的SSMS将协调部署搭载的卫星,并在每次分离之间精心规划延迟。在几分钟内,所有搭载卫星将被顺利地用弹簧推开。 Picasso 立方体卫星 来源:BISA 部署完成后,AVUM将自行脱离轨道,并脱离其SSMS分配器,以遵照严格的国际空间碎片规定管理近地轨道。 自2012年以来,Vega运载火箭一直在运行。它采用三级式固体火箭加末端修正级液体火箭构型(AVUM)上面级采用可重新点燃的液体燃料。其SSMS分配器只是目前一系列研发中的一种,使Vega运载火箭能够满足市场的全部需求。 “我们的目标是实现以经济实惠的方式发射所有卫星,小到1公斤重的立方体卫星,大到2.3吨重的卫星。在这过程中,Vega运载火箭升级计划(Vega Evolution programme)还将实现更大的容量。” Vega-C运载火箭 来源:ESA–Jacky Huart, 2017 “除了适用于小型有效载荷的SSMS,我们还有适用于双中型有效载荷的Vespa适配器,以及用于单个大型有效载荷的基准Vampire适配器。可重复使用的太空骑士系统(Space Rider system)也正在开发中,用于将有效载荷带回地球。正在研发的还有金星电力推进模块,根据定义,它可以执行更高轨道的任务。” Vega的14次发射中有14次均成功,这个完美的安全记录及大地增强了它的竞争力。Giorgio表示:“ESA和我们的主要承包商-意大利航天公司Avio,以及我们所有的合作伙伴公司都在为提供成功的产品而不断努力。” Vega有效载荷运载器和太空骑士 来源:ESA “ESA在欧洲航天研究所(ESRIN)的核心Vega综合方案小组从各种渠道汲取专业知识,并与ESA技术质量和工程理事和运营部门、意大利航天局(ASI)和法国航天局(CNES)密切合作。与欧洲所有最好的竞争者共同协作是我们迄今为止取得成功的一个重要原因。” 火箭是所有太空相关活动的骨干。ESA正在与工业界合作开发下一代太空运输工具,包括Ariane 6、Vega-C和Space Rider。在即将举办的Space19+理事会欧洲空间部长会议,ESA将提出进一步推动这些项目的建议,并为欧洲共同努力建议建立一个强大的太空运输经济提出新想法。本周,让我们来看看ESA为确保欧洲实现连续自主进入太空正在做些什么。请通过标签#RocketWeek加入在线讨论。 参考 https://www.esa.int/Our_Activities/Space_Engineering_Technology/Dozens_of_satellites_joining_Vega_s_ride-share_to_space

科学家发现“被流放”的双星

科学家发现“被流放”的双星

科学家已经发现证据,表明恒星对儿已被踢出其宿主星系(host galaxies)。通过NASA钱德拉X射线天文台(Chandra X-ray Observatory)的观测数据,这一发现是双星系统(binary system)被逐出星系的最明确的例子之一。 天文学家用“双星系统”来指代绕行彼此的恒星。这些恒星对儿可以由像太阳这样的恒星组成,也可以是更奇特、密度更大的天体,比如中子星、甚至黑洞。 从天炉座星系团(Fornax Cluster)中弹出的双星。Credits: NASA/CXC/南京大学/X. Jin et al. [rml_read_more] 大质量恒星在“命运的终点”会爆炸形成超新星(supernova),其内核在自身重力下坍缩,最终形成中子星(Neutron)。在某些条件下,这些产生中子星的巨大爆炸不是对称的。这种反冲效应(recoil effect)产生的力可以把它自己从星系中弹出去。新的钱德拉结果表明,有时伴星(companion star,双星系统中较小的那个)也会被迫一起离开星系。 “这就像一位客人被要求与一位吵闹的朋友一起离开派对,”来自加拿大麦吉尔大学、这项研究的负责人Xiangyu Jin说,“这种情况下,伴星被强行拖出星系只是因为它与变成超新星的恒星在同一质心的轨道上。” 天文学家是如何发现被驱逐的双星的呢?如果伴星离得足够近,来自它的物质将向密度更大的中子星旋转,并在中子星周围形成一个圆盘。来自中子星的强大引力使得该盘中的物质在接近中子星时旋转得更快,盘中的摩擦力将气态盘加热到数千万度。在如此高温下,物质盘会发出高能X射线。 Jin和她的合作者在天炉座星系团的综合研究(使用Chandra1999年至2015年间的数据)中发现了X射线双星(X-ray binaries)在星系外的信号。这个星团距离我们不算远,大约有6000万光年。 通过结合大型钱德拉数据集与光学观测数据,研究人员搜索了天炉座星系团中心约60万光年半径内的X射线源,最终发现了30对可能“被驱逐”的恒星。 “比起之前被束缚在某个星系中,这些恒星现在存在于星系之间,或是正在远离它们宿主星系,”来自中国南京大学的合著者Meicun Hou说道。 该团队还发现了另外150个X射线源,似乎位于星团内恒星的边界之外。然而,它们并非起源于被驱逐。一种可能性是它们形成于天炉座星系团中心星系的晕圈(halos)或更外圈的地方;第二种可能性是它们在附近星系飞越的过程中被其引力拉离星系,又或是星系碰撞时被剥离的恒星的残留。科学家认为这种相互作用在天炉座星系团这样的拥挤区域中相对普遍。 “这就像一个聚会结束时,宾客们各回各家,只留下了东道主,”来自南京大学的共同作者Zhenlin Zhu说,“就天炉座星系团而言,极端的情况是原始星系不存在了。” 钱德拉观测的总曝光时间为15天,使得该团队能够在其搜索区域发现1177个X射线源,其中覆盖了天炉座星系团中的29个星系。该团队估计了这些光源中有多少可能属于星系团,有多少是来自星系团之外的遥远地方。最终大约有180个源位于星团中星系的主要恒星区域之外。 “虽然我们对这些发现感到非常兴奋,但我们的数据表明,可能还有更多被流放的双星,它们在钱德拉数据中太微弱以至于我们察觉不到,”南京大学的合著者Zhiyuan Li说,“我们需要更长时间的钱德拉观测才能发现这些较为暗淡的光源。” 研究论文发表在2019年5月1日的《天体物理学杂志》上,网页版:https://arxiv.org/abs/1902.03733 有关更多钱德拉X射线天文台的更多图像、多媒体、和相关材料,请访问:http://www.nasa.gov/chandra

欧洲航天局计划从火星上带回样本

欧洲航天局计划从火星上带回样本

来源:ESA 欧洲航天局“火星快车”探测器已经在环火星轨道上运行了15年多,距离其首次发射火星车任务也还有近一年的时间,但它已经雄心勃勃地想更进一步:从红色星球 – 火星上带回样本。 火星上曾经有过生命吗?重建这颗邻近星球的历史,了解其演化进程与地球的演化进程有何不同,是火星探测任务的核心所在。 欧洲航天局的第一次火星探索之旅始于16年前,即2003年6月2日火星快车的发射。到目前为止,火星快车已经拍摄了火星绝大部分表面的图像,并一直在持续传回大量的科学数据,包括火星从前比现在更“湿润”证据,这暗示着火星曾经可能适合于生物生存。因为水是万物之源,生命之本。哪里有水,哪里就可能有生命。 通过数字,了解火星快车 来源:ESA [rml_read_more] 2016年,欧洲航天局(ESA)和俄罗斯联邦航天局(Roscosmos)联合发射了火星微量气体轨道探测器(ExoMars Trace Gas Orbiter,TGO),该轨道器重达3.7吨,是目前在火星轨道运行的最重的航天器。它的使命是以前所未有的精度对火星的上层大气进行详尽分析,并正在对火星上的微量气体进行检测,以查明这些气体的成因来源是生物成因还是地质成因。此外,它还提供了火星浅层地表之下水-冰或水合矿物质的水分布图。 TGO还为NASA的“机遇”号和“好奇”号探测器执行火星表面探测任务提供通信中继服务,这将是ExoMars第二阶段任务的主要通信中继。根据任务计划,第二阶段的俄制登陆平台与欧洲火星漫游车将于2020年7月25日发射升空,并于2021年3月抵达火星。TGO已经为新的着陆做好了准备:下个月它将调整轨道确保处于正确的位置,以支持下降模块的进入、下降和着陆。 在离开地面平台并对其周围环境进行研究后,以著名科学家罗莎琳德•富兰克林(Rosalind Franklin)的名字命名的火星漫游者将选择有科学意义的地点进行调查。因不断受到宇宙射线的辐射,火星表面的环境异常恶劣,然而地表以下可以提供更好的保护,因此漫游者将从火星地面以下2米处提取样品。采集的样品将在其非常先进的机载实验室进行分析,以寻找任何关于生命迹象的蛛丝马迹。 火星样本返回 – 概览 来源:ESA 美国国家航空航天局(NASA)下一代火星车“火星2020”也将在2021年初着陆,对一个古老的河流三角洲 —“耶泽洛(Jezero)陨石坑”进行探索。除了展开搜寻火星生命迹象的任务之外,它还将收集土壤样本,并将其储存在在钢笔大小的容器,为将来的样品采集和返回地球做好准备 — 这是机器化探索火星情理之中的下一个步骤。 将火星土壤样本带回地球需要通过三个不同的任务完成,同时也需要国际各方通力合作,在这过程中欧洲是一个重要的合作伙伴,NASA“火星2020”采集并储存样本只是第一步。ESA正在研发一种小型、灵活的“取样火星车”(Sample Fetch Rover),以取回储存在“火星2020”上的样本并带回装入“火星上升飞行器”(Mars Ascent Vehicle)上足球大小的样本容器里。然后,“火星上升飞行器”将通过NASA登陆平台发射升空,并将样本容器送入火星轨道。第三个任务将是由ESA的“地球返回轨道器”(Earth return orbiter)捕获围绕火星运行的样本容器,将其密封在生物防护系统内,并带回地球。 “地球返回轨道器”将使用ESA最近启动的首个水星探测任务“比皮科伦坡”(BepiColombo)的技术遗产:两者都使用离子推进器和多级可拆卸模块。为了捕获样本容器,它还将利用ESA研制的自动转移飞行器(Automated Transfer Vehicles)的技术遗产进行自主交会,这些自动转移飞行器为国际空间站提供货物、燃料和氧气。 火星样本返回概览信息图 来源:ESA 就像月球岩石返回地球一样,带回火星样本将是太空探索的决定性时刻。在这首次火星样本返回任务中,将从不同的地点收集大约500克的物质。一旦返回地球,这些样本将在特殊设施中进行管理,确保符合行星保护的要求。将样本带回地球将促进微型火星车实验室不可能完成的研究,无论这些研究多么复杂。或许更重要的是,随着分析技术的不断改进,将助力实现未来更多的太空探索。 展望未来,火星在迎来人类造访火星之前的环境需要进一步研究。从火星上带回的样本不仅具有科学价值,还将有助于评估与土壤粉尘有关的危害,这与人类健康问题和在粉尘环境中操作工程设备有关。同时,这些样本也将有助于了解如何利用火星上的资源,这是为实现火星长期停留创造自给自足环境的一个重要方面。 ExoMars漫游车内部 来源:ESA 欧洲还参与了JAXA主导的火星卫星探测任务(Martian Moons Exploration,MMX),该任务将研究火星的两颗卫星,火卫一和火卫二,并从火卫一采样返回地球,以更好地了解火星卫星的起源。 ESA人类和机器人探索主管戴维•帕克(David Parker)博士表示,“在我们持续最大化我们的两个火星轨道飞行器的科学回报的同时,我们也在为未来安全着陆和在火星表面漫游做准备。” Parker博士补充道,“为了确保我们在火星探索领域的未来,展望人类对这颗红色星球的探索,我们已经在计划合乎逻辑的下一个步骤,即作为首次往返火星表面的机器化采样返回任务。NASA“火星2020”任务将很快到位,作为这一具有挑战性任务的第一步。现在我们要努力完成它。” 欧洲航天局(ESA)已经展示了从轨道上研究火星的专业技术知识,现在我们正在寻求安全着陆,在火星表面漫游,并在地下钻探以寻找生命迹象。我们的轨道飞行器已经就位,为火星表面探测任务提供数据中继服务。下一个合乎逻辑的步骤是将样本带回地球,为全球科学家提供进进一步了解火星的途径,并为未来人类探索这颗红色星球做好更充足的准备。本周,我们将重点介绍ESA对火星探索的贡献,因为我们即将发射第二个外火星探测器,并期待完成火星样品返回任务。请通过# explorefurther标签加入在线对话。 原文: http://m.esa.int/Our_Activities/Human_and_Robotic_Exploration/Exploration/ExoMars/Europe_to_Mars_and_back

NASA邀请公众帮助小行采样任务选择取样地点

NASA邀请公众帮助小行采样任务选择取样地点

公民科学家们请集合起来!美国国家航空航天局(NASA)的“奥西里斯王号小行星探测器”(OSIRIS-REx)采样任务需要借助额外的慧眼帮助选择它在小行星贝努(Bennu)上的取样地点,并寻找任何其他可能有科学研究意义的特征或事物。 这张图片显示了小行星Bennu靠近赤道附近的表面。这张图片是3月21日由NASA的OSIRIS-REx航天器的Poly Cam摄像头从2.2英里(3.5公里)外拍摄的。视野范围为158.5英尺(48.3米),从比例上推断,图片左上角的浅色岩石宽约24英尺(7.4米)。 来源:NASA/戈达德太空飞行中心/亚利桑那大学 自从2018年12月3日抵达小行星Bennu以来,OSIRIS-REx探测器对这颗小行星进行了详细的测绘,同时,任务团队也正在寻找一个安全的、有利于样本采集且有进一步研究意义的取样地点,在此过程中遇到的最大的挑战之一是,任务团队抵达Bennu后发现其表面布满岩石且地形非常崎岖,不仅加大了采样任务的难度,也对航天器的安全构成极大威胁。为了加快样本选择过程,研究小组请求公民科学家志愿者通过测量Bennu的巨石、绘制岩石和陨石坑来制作“避难地图(hazard map)”。 亚利桑那大学图森分校的OSIRIS-REx团队首席研究员Dante Lauretta表示,“为了保证航天器的安全,任务团队需要一份潜在的取样地点附近的所有巨石的完整清单,因此我邀请公众协助OSIRIS-REx任务团队完成这个重要任务。” 为此,NASA正在与CosmoQuest合作,CosmoQuest是由美国行星科学研究所运作的一个支持公民科学倡议的项目。志愿者们将通过一个简单的网络界面,完成和行星科学家们相同的任务,即测量小行星Bennu上的巨石,绘制其岩石和陨石坑的地图。他们还将标记这颗小行星上其他有科研意义的特征,供进一步调查研究。 [rml_read_more] 这张图片显示了在小行星Bennu上发现的各种各样的岩石形状、大小和组成。由NASA的OSIRIS-REx航天器的Poly Cam摄像头从2.1英里(3.4公里)外拍摄的。视野范围为162.7英尺(49.6米),从比例上推断,图片顶部的浅色巨石高达15.7英尺(4.8米)。 来源:NASA/戈达德太空飞行中心/亚利桑那大学 岩石测绘工作要求高精度,但难度并不大。操作CosmoQuest测绘软件需要一台屏幕稍大的电脑,以及能够做出精确标记的鼠标或触控板。为了帮助志愿者入门,CosmoQuest团队提供了一个互动教程,并通过Discord 在线社区和Twitch上的直播板块提供额外的用户帮助。 NASA戈达德太空飞行中心的OSIRIS-REx 项目经理Rich Burns说:“我们对将OSIRIS-REx的图像提供给这项重要的公民科学研究感到非常高兴和兴奋。Bennu表面遍布大大小小的岩石,这让我们感到十分惊讶。我们请求公民科学家来帮助评估这块崎岖的地形,这样我们就能在采样过程中保证航天器的安全。” 对NASA而言,采样返回并不是什么新鲜事。今年NASA正在庆祝阿波罗登月计划50周年,该计划中宇航员带回了842磅(382公斤)的月球岩石和月球土壤。这些样品帮助科学家们发现月球的岩石中含有水,甚至有水被永久冻结在火山口中。这些发现和其他研究成果激发NASA创建了阿尔忒弥斯(Artemis)月球探测计划,致力于在2024年前让人类重返月球,并开始为人类在火星上的探索做准备。 NASA位于华盛顿的行星科学部主任 Lori Glaze表示,“OSIRIS-REx任务将继承阿波罗任务的传统,为科学家提供珍贵的小行星样品,这些样品将帮助科学家探索行星形成及地球起源的奥秘。” 小行星Bennu测绘活动将持续到7月10日,届时将开始样本选址过程。一旦选定了主要采样地点和次要采样地点,航天器将开始更近距离的侦察,将这两个地点的地图用亚厘米分辨率进行绘制。该任务采用航空器着陆刚接触到小行星Bennu表面采到样品后就立刻起飞(Touch-and-Go,TAG) 的采样策略,拟于2020年7月进行,航天器将在2023年9月带着样品返回地球。 NASA戈达德太空飞行中心将为OSIRIS-REx任务提供全面的任务管理、系统工程、安全和任务保障。亚利桑那大学图森分校的Dante Lauretta任首席研究员,并由亚利桑那大学领导OSIRIS-REx科研团队,负责科学观测规划和数据处理。位于丹佛的洛克希德•马丁太空公司制造了该航天器,并负责飞行操作。戈达德和KinetX航空公司负责为OSIRIS-REx航天器导航。OSIRIS-REx是NASA“新前沿”项目的第三个任务,“新前沿”项目由位于阿拉巴马州亨茨维尔的NASA马歇尔太空飞行中心为NASA位于华盛顿的科学任务理事会提供管理。 若有意愿成为小行星Bennu测绘志愿者,请访问:bennu.cosmoquest.org

“火球流星”划过澳洲上空,释放能量相当于小型核弹

“火球流星”划过澳洲上空,释放能量相当于小型核弹

在过去的一周里,发生了两起壮观的景象:巨大的火球划过了澳大利亚的上空。经过美国航空航天局(NASA)的证实,一颗“调皮的”流星与澳大利亚的海岸来了次亲密接触,最终落入了大澳大利亚湾(Great Australian Bight)的水域之中,威力与小型核弹相近。 第一起“火球事件”发生在5月20日周一的凌晨,横跨了澳大利亚的整个北领地(Northern Territory),在泰能特溪(Tennant Creek)和爱丽斯泉(Alice Springs)都能看到(这两个地方相距500多千米)。第二起发生在两天之后,划过了南澳大利亚和维多利亚州的上空。 点亮南阿德莱德医院上空的巨大火球。当火球炸裂时,小小的白绿色光猛然变成一个巨大的橙色火焰球。 来源:theconversation.com 根据NASA的近地天体研究中心(Centre for Near-Earth Object Studies,CNEOS),第二起“火球事件”的引发流星体进入大气层的速度高达11.5千米/秒,与大气发生剧烈摩擦后发生了部分分裂,坠落在距离甘比尔山(Mount Gambier)西南约186英里(300千米)外的大澳大利亚湾的水域之中,坠落之前划过天空释放出的能量等同于一颗小型核弹。 墨尔本莫宁顿半岛的闭路电视镜头拍摄的流星照亮了海湾上的夜空。 来源:theconversation.com 这样的“火球事件”实际上就是流星现象,并非十分罕见,但却再一次提醒了我们:地球处在一个大型“天体射击场”中,时刻面临着小行星、彗星和星际尘埃的撞击。这些事件除了本身是一种壮观的奇景,还是我们理解太阳系形成和历史的关键所在。 [rml_read_more] 撞!砰!炸! 如果夜空足够晴朗,而你又有足够的耐心一直凝视着夜空,你就会看见流星划过,那浪漫的明亮一闪,是星际物体进入地球大气层时摩擦燃烧成火所产生的光迹。大部分星体的碎片最终会在大气中蒸发,不会对地球和地球上的生物造成损害,蒸发的过程发生在距离我们80-100千米的高空中。这样的情节一直都在悄无声息地上演,每天蒸发的碎片约有100吨之多。 流星体的体积越大,划过大气层产生的闪光久越壮观。NASA的工程师史蒂夫•切斯利(Steve Chesley)表示,如果说比较常见的流星是由一粒尘埃那么大的流星体引起的,那么这周在澳大利亚引起“火球”一辆小汽车那么大。这种影响比常见的小型星体要罕见得多,因为在太阳系中,小型星体比大型星体要多得多。 如果是更大的星际物质划过大气层,那就会产生更加壮丽奇绝的景象。2013年2月俄罗斯车里雅宾斯克发生的流星爆炸事件,可能是100年以来地球上发生的最大的一次星体撞击,造成了相当严重的损害和人员伤亡,爆炸的星体直径约有20米,重约1万吨。 将时间推向更远的过去,就会出现数量更多、影响更惊人的星体冲撞事件。大约6600万年前,一颗直径大约10千米的彗星或小行星撞击了现在的墨西哥尤卡坦半岛,结果产生了一个直径大约200千米的火山口,导致包括恐龙在内的大规模物种灭绝。 实际上,这还不是地球经历过的最严重的撞击,在我们生存的这颗蓝色星球还很年轻的时候,它曾经受过一次真正灾难性的撞击事件,当时面对的星体相当于火星那么大。但是在那之后,当所有的尘埃和碎片最终化为乌有,我们的地球不再孤单,它迎来了月球这个特别的陪伴。 好消息是,能对地球生物造成性命威胁的撞击事件仍是极少数,科学家们正在积极地搜寻未来可能发生的事件,确保在比较近的时间里不会发生物种灭绝级别的撞击,所以,我们不必为此忧心忡忡。 相比之下,规模更小的撞击事件则发生的更加频繁,就像这周早些时候澳大利亚发生的两起“火球事件”,其实5月上旬的时候,美国伊利诺伊州也发生过一次“火球事件”。也就是说,像澳大利亚这样占地面积较大的国家,一周内连续发生两起“火球事件”并非那么罕见。 行星形成之初的远古遗物 这些明亮的火球也可以说是一种上天的恩赐,它们能帮助科学家理解太阳系的形成和演化。当星体的体积足够大,与大气摩擦产生的碎片或者直接是整个星体就有可能保持完整,成为新的陨石降落在地球上。 科学家们将这些小行星和彗星幻化的陨石视若珍宝,它们就像是星际之中的时间胶囊,可能起源于遥远的早期太阳系。 在被发现之前,地球上的大部分陨石已经静静地躺过了漫长的岁月,被称作“寻获陨石”(find),虽然它们的价值仍然不菲,但通常情况下,地球潮湿温暖的环境会让它们风化降解,化学成分因此发生变化。降落地球的过程直接被观察到,并在几个小时或几天之内就被找到的陨石被称作“见落陨石”(fall),相比之下,见落陨石的价值就会更高。在研究见落陨石的结构成分时,我们就能拍胸脯说我们研究的是来自远古的原始之物,而不必担心地球可能会对它有任何影响。 循迹火球 因此,“澳大利亚沙漠火球网络”(Australian Desert Fireball Network)已经在澳洲广阔的领土上建立了一个庞大的摄像网络,目的是整夜整夜地在天空中搜寻类似的火球。 如果能从多个方向上观测到一个火球,那么我们就能对它在大气中的运动轨迹进行三角测量,计算出是否有陨石降落下来。利用这些观测数据,我们甚至能找出绝佳的观测位置。 降落在大澳大利亚湾的火球碎片 版权:NASA 除了摄像系统,沙漠火球网络的项目团队还开发了一个免费的应用软件“空中的火球”(Fireballs in the Sky),让目睹事件的人们能通过这个应用他们的观测信息,让这些信息发挥最大的效用。 至于本周澳大利亚南部的火球事件,“南澳大利亚沿岸的人们看到的是一场壮观的星光秀,也可能伴有非常响亮的爆炸声,使窗户嘎嘎作响,但还不足以震碎窗户玻璃;最后就会像是一颗小鹅卵石落到了地球上,在与大气摩擦的过程中会迅速减速,不会保持一开始可怕的高超音速。” 参考: [1]https://theconversation.com/what-caused-the-fireballs-that-lit-up-the-sky-over-australia-117672 [2]https://www.express.co.uk/news/science/1131938/NASA-meteor-Australia-fireball-meteorite-nuclear-bomb-Adelaide [3]https://www.abc.net.au/news/2019-05-22/suspected-meteor-spotted-across-the-sky-in-south-australia/11136648

NASA和花生漫画公司共同庆祝阿波罗10号50周年

NASA和花生漫画公司共同庆祝阿波罗10号50周年

来源:NASA 50年前,1969年5月18日,三名宇航员Frank Borman,James A. Lovell,and William A. Anders乘坐阿波罗10号,从肯尼迪角(Cape Kennedy)发射升空,这是阿波罗11号任务的预演。 这是第二次环绕月球轨道任务,也是首次将登月舱带入月球轨道,登月舱下降至距离月面大约9英里,然后上升至距月面约70英里与指挥/服务舱交会对接, 史努比银质奖(Silver Snoopy award),由宇航员颁发给杰出员工与合作机构,以表彰他们的优秀表现和对安全飞行并完成任务的贡献。 来源:NASA [rml_read_more] 5月19日,美国国家航空航天局(NASA)和美国花生漫画公司(Peanuts Worldwide)共同庆祝了阿波罗10号发射50周年以及双方在NASA的安全和人类太空飞行意识项目中的合作历史。 早在2018年,NASA就曾和花生漫画公司在阿波罗10号50周年前夕的一年里合作推出科学、技术、工程、数学(Science, Technology, Mathematics, Engineering – STEM)领域系列活动、迷你纪录片和其他可以激发下一代对STEM领域探索兴趣的新产品。该项合作通过《太空行动协议》(Space Act Agreement)正式确立, 并于阿波罗时代首次启动合作50年后,为NASA的“吉祥物”—漫画家查尔斯•舒尔茨(Charles M. Schulz)创造的角色史努比(Snoopy),与NASA深空探测任务相关内容相结合进行太空主题格式化更新提供了机会。 基于当前合作,NASA将对花生漫画公司以现代宇航员史努比和空间为主题的一系列活动提供支持,包括针对美国幼儿园至五年级(K-5th grade)学生开设的有关美国深空探索目标的STEM课程以及庆祝2019年人类首登月球50周年的互动活动。NASA在美国各地的分中心也参加了庆祝活动。 4月25日,NASA所属约翰逊航天中心与休斯敦航天中心一起通过为期一天的STEM主题活动共同庆祝了阿波罗10号任务50周年,该主题活动充分利用了在阿波罗10号的任务中,登月舱被命名为“史努比”的独特称呼。此外,NASA马歇尔航天飞行中心参与了当地图书馆举办的一项活动,该活动将于6月3日至7月25日在查尔斯•舒尔茨博物馆和研究中心举办一场独一无二的展览。 花生漫画公司还与苹果公司的Apple TV合作推出了一个十分钟的节目,其中包括对阿波罗10号三名宇航员中的其中两名,汤姆•斯塔福德(Tom Stafford)和尤金•塞尔南(Eugene Cernan)的档案采访,以及对现任NASA飞行主管金格•克里克(Ginger Kerrick)的采访。 这部故事片通过纪录片导演摩根•内维尔(Morgan Neville)的想象提供了对阿波罗10号轻松愉悦的视觉观感,本片由杰夫•戈德布卢姆(Jeff Goldblum)和罗恩•霍华德(Ron Howard)饰演。 短片《太空花生:阿波罗10号的秘密(Peanuts in Space: Secrets of Apollo 10)》将在阿波罗10号发射50周年纪念日上映。 阿波罗10号指挥官Thomas P. Stafford在前往发射台途中,还特地碰了碰宇航员Gordon Cooper的秘书Jamye Flowers(Coplin)抱着的史努比公仔的鼻子,沾沾好运。 来源:NASA 自上世纪60年代阿波罗计划启动以来,NASA与查尔斯•舒尔茨(Charles M. Schulz)和他笔下著名的美国漫画史努比(Snoopy)之间的合作成果令人振奋。舒尔茨创作了描绘史努比登上月球的漫画,捕捉了公众对美国太空探索成就的兴奋之情。 身穿宇航服的宇航员Tom Stafford,正在观看工作人员展示一面印有史努比的三角旗。阿波罗10号登月舱被命名为史努比,指挥舱被命名为查理•布朗。 来源:NASA 1969年5月,阿波罗10号的宇航员进行了登月前最后的检查。由于这项任务要求登月舱将高度控制在距月球表面的5万英尺以内,并对阿波罗11号的着陆点进行“侦察”(此处英文单词为snoop around)。 月球轨道上看到的史努比(Snoopy)登月舱 来源:NASA 宇航员将登月舱命名为“史努比”(Snoopy),指挥舱则自然而然的被命名为查理•布朗(Charlie Brown),即漫画中史努比的主人。 NASA还设立了史努比银质奖(Silver Snoopy award),由宇航员颁发给杰出员工与合作机构,以表彰他们的优秀表现和对安全飞行并完成任务的贡献。若能获得史努比银质奖,被认为是对其获得者杰出成就的最高荣誉。 NASA正致力于在2024年之前实现第一位女性宇航员和下一位男性宇航员登月,为未来深空探索和火星任务做好准备。根据NASA的计划,“猎户座”飞船将搭载太空发射系统从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空,这是一系列越来越复杂的任务,其目的是在月球轨道门户(Gateway) 空间站建立一个长期性的基地。探索月球有助于创造一个充满活力的未来,并提高人类科学技术能力水平,创造许多新的机会。 欲了解更多有关NASA登月任务或其他信息,请访问: www.nasa.gov/moontomars 参见: https://www.nasa.gov/feature/nasa-and-peanuts-celebrate-apollo-10-s-50th-anniversary/

我们呼吸的空气

我们呼吸的空气

全球二氧化氮排放 来源:ESA 空气污染是一个全球性的环境健康问题,尤其是对那些生活在城市地区的人来说。它不仅会对我们的生态系统产生负面影响,还会严重影响我们的健康。根据世界卫生组织(WHO)的数据,每年约有800万人的过早死亡与空气污染有关,超出此前估计的两倍。 二氧化氮是对健康影响最明显的污染物之一。在欧盟,二氧化氮排放的最主要来源者是道路运输部门,以及工业活动和住宅燃烧产生的污染。 根据欧洲环境局(EEA) 2018年发布的《欧洲空气质量报告》,19个欧盟成 员国的二氧化氮浓度超过年度限值。 [rml_read_more] 欧洲上空二氧化氮分布 来源:ESA 二氧化氮不仅破坏生态系统,还会导致严重的健康问题,引发呼吸系统问题,包括引发心肺疾病,加剧哮喘,甚至影响认知能力。 随着空气质量成为一个日益严峻的社会问题,哥白尼Sentinel-5P卫星于2017年发射,用于绘制全球多种空气污染物的分布图。凭借其最先进的传感器,托罗波米对流层监控仪(TROPOspheric Monitoring Instrument,Tropomi),该卫星能够更准确地探测大气气体,并以比以往任何时候更准确、更高的空间分辨率成像空气污染物。 荷兰瓦赫宁根大学副教授、荷兰皇家气象研究所(KNMI)科学家Folkert Boersma评论道,“这颗卫星的空间分辨率非常高,因此我们可以精准定位排放的污染物,并用它来测量大城市的污染物排放梯度。” 意大利北部上空的二氧化氮分布 来源:ESA 作为本周在米兰举办的“生命星球”研讨会学校实验室的一部分,欧洲航天局(ESA)为伦巴第和米兰地区的学校提供了一个激动人心的机会,让它们组装并运营自己的空气监测站。生命星球专题讨论会学校实验室旨在让学生发现地球观测背后令人兴奋的科学和技术。 基于一台Rasperry Pi计算机,每个监测站都配备了一组传感器来测量周围空气的不同特性。这些监测站测量二氧化氮、二氧化碳、一氧化碳和颗粒物,以及温度和湿度。它们也有一个GPS接收器用来定位。一旦该平台接入Wi-Fi,它就会自动将测量数据发送到一个在线地图上,以便实时检索。 监测数据将在互动地图上持续一周进行公布,展示儿童和市民如何在监测不同的空气质量参数方面作出贡献,以及了解空气污染和卫星任务如何帮助监测这些问题。 意大利是欧洲受二氧化氮影响最大的国家之一,德国、法国、西班牙和英国亦是如此。意大利北部的波谷地区人口密集,工业发达,使其成为欧洲空气污染最严重的地区之一。 我们正在以历史上最快的速度改变我们的自然世界。了解地球作为一个系统是如何运作是何其错综复杂以及人类活动对自然过程的影响是巨大的环境挑战。卫星对于测量我们星球的脉搏,传递我们需要了解和监测我们宝贵世界的信息,以及做出保护我们未来的决定都是至关重要的。 地球观测数据也是无数实际应用的关键,这些应用可以改善日常生活,促进经济发展。本周,我们将关注世界上最大的地球观测大会,成千上万的科学家和数据使用者将在会上讨论最新的结果并展望地球观测的未来。 参考: https://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/Copernicus/Sentinel-5P/The_air_we_breathe2

NASA将于2022年首次展示行星撞击防御技术

NASA将于2022年首次展示行星撞击防御技术

“双小行星重定向测试”(The Double Asteroid Redirection Test, DART)是美国国家航空航天局(NASA)首次演示行星防御技术的首次任务,它将有机会击中其目标—双小行星系统(Didymos)中的小卫星。这颗小行星对地球没有威胁,是一个理想的测试目标,因为在双星系统中,测量较小的小行星围绕较大的小行星运行轨道的变化,要比观察小行星围绕太阳运行轨道的变化容易得多。包括马里兰州劳雷尔市的约翰•霍普金斯应用物理实验室和全国其他地方的研究工作都正在紧锣密鼓地开展工作,计划于2021年启动该项任务,并试图完成迄今为止只在科幻电影中出现过的壮举。 Didymos双小行星系统观测 为了将DART航天器导航到其预定目标—一个由小卫星(Didymos B)围绕相对较大天体(Didymos A)组成的双小行星系统,科学家需要了解该双小行星系统的行为方式。自2015年以来,科学家们一直在努力从地球上观测Didymos。如今,一项由DART观测工作组组长、美国北亚利桑那大学的Cristina Thomas协调开展的国际观测活动,正在利用遍布全球的强有力的望远镜进行关键观测,以了解DART到达目标之前双小行星系统的状态。这些观测结果将有助于研究人员更好地了解DART在2022年9月撞击其目标Didymos B时产生的影响程度。 最近的一次观测活动发生在智利北部的塞罗帕拉纳尔,那里的科学家们使用欧洲南方天文台(European Southern Observatory)运行的超大望远镜(Very Large Telescope,VLT)观测Didymos。超大望远镜包括四个望远镜,每个望远镜的镜面长达8.2米,其中两种被用于此次观测。 [rml_read_more] 参与观测的DART调查团队的联合负责人、来自APL的Andy Rivkin表示,“Didymos系统因为太小太远只能被看成一个光点,但我们可以通过测量该光点的亮度得到我们所需要的数据,其亮度会随着Didymos A自转和Didymos B公转而发生改变。我们认为,最明亮的亮度变化表明较小的卫星Didymos B经过Didymos A前方或隐藏在其后方。这些观测结果将有助于科学家确定Didymos B相对Didymos A的位置,并预示DART撞击的准确时间,以最大限度地减小偏差。 调查组将于2020年末至2021年春季再次观测Didymos。最后的地面观测将在航天器向小行星飞行时以及撞击发生后进行。 Didymos B的组成和结构非常关键 望远镜观测是理解Didymos的关键,但不足以完全了解Didymos。 DART撞击模拟工作组负责人、来自APL的Angela Stickle 表示,“尽管我们正在进行地面观测,但我们对Didymos B的物质组成和结构知之甚少。我们需要预料到各种可能性,并对其结果进行预测。这样一来,在DART撞击Didymos B之后,我们就能够知道测量结果告诉了我们什么。” 对于方程式而言,结构至关重要,行星物质组成和结构亦是如此,不同的结构意味着不同的数据意义。在Didymos中,研究人员不确定DART是否会撞击由固体岩石、松散碎石或更类似沙子的“更软”物质组成的小行星。较软的表面会吸收更多DART的力量,可能不会像击中相对较硬的表面那样使撞击目标剧烈推动,这样就削弱了预期效果。 2014年起,劳伦斯利弗莫尔国家实验室和DART团队合作进行了大量的建模和仿真模拟工作,以帮助研究人员预测DART的目标在撞击后会发生什么。通过不同的仿真模拟,他们已将各种不同因素纳入考虑:包括DART撞击产生的额外动力以及由此产生的从陨石坑中喷射出来的碎片等,这些仿真模拟有助于研究团队形成对DART撞击影响做出预期。 匆匆看一眼Didymos 归功于DART上搭载的DRACO成像仪和意大利航天局的一颗搭载CubeSat的LICIACube卫星,研究人员最终将有能力近距离观察Didymos小行星系统,尽管观测时间很短。 该鞋盒大小的LICIACube将在撞击发生前释放,记录DART的撞击及其影响。该卫星最近通过了初步设计审查,并已进入下一阶段的发展。 用于作战导航的 “双子星”侦察和小行星摄像机 (DRACO)是DART上唯一的机载仪器, 主要用作DART的光学导航系统,捕捉相关图像以帮助航天器抵达目标。 DARCO会将其所拍摄图像输入到APL开发的小型自主实时智能导航(SMART Nav)算法中,该系统将在飞船撞击前最后几小时前,自动且精确地将DART引导到Didymos B。智能导航正准备在模拟航天器的航空电子设备上接受一系列的测试。 为正式任务使用时的成功操作做好准备,这也会提高工程师在实战中的信心。 成功在即 虽然到目前为止,DART的大部分工作都是建模和仿真模拟,但航天器的许多零件已经开始成形。DART的全尺寸模型现在用作电缆和连接器组装的占位符,最终将构成线束。该任务已经签署了几个飞行硬件组件的制造合同,特别是航天器的太阳能电池阵列以及无线电和电源系统的电子设备也已经通过了关键的设计审查阶段。 通过最近的一次设计变更, DART除了能利用电力推进系统之外,也能依靠小型肼推进器完成其使命。NASA研发的进化氙推进器商用(NEXT-C)离子引擎,将推动主要发射窗口于2021年7月启动,缩短任务飞行时间。APL的DART项目经理Ed Reynolds表示,“DART只有一次机会完成任务,因此各项举措需为DART提供更多的参考,以确保它一击即中。 NASA最近选择SpaceX猎鹰9号执行DART发射任务。请点击NASA官网阅读更多相关信息 参考: [1]https://www.nasa.gov/planetarydefense/dart/ [2]https://solarsystem.nasa.gov/news/929/nasas-first-planetary-defense-technology-demonstration-to-collide-with-asteroid-in-2022/