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好奇号火星车测量火星上有趣的碳特征

ByNASA中文 2022年1月19日2022年1月19日

NASA的好奇号火星车在2021年3月19日日落后拍摄到这些云，这是火星探测器任务的第三千零六十三火星日。该图像由21个单独的图像拼接在一起，并进行颜色校正，以使场景看起来就像人眼看到的一样。影像来源：NASA/Caltech-JPL/MSSS 在分析了NASA好奇号火星车从火星表面采集的粉状岩石样本后，科学家今天宣布，其中几个样本富含一种碳，这种碳在地球上与生物过程有关。尽管这一发现很有趣，但它并不一定指向火星上的古代生命，因为科学家们尚未发现确凿的支持证据，证明火星上存在古代或现代生物，例如古代细菌产生的沉积岩层，或复杂有机物的多样性生命形成的分子。 “我们在火星上发现的东西非常有趣，但我们真的需要更多的证据来证明我们已经发现了生命。”保罗·马哈菲说。他曾担任好奇号火星样品分析（SAM）化学实验室的首席研究员，直到2021年12月从马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心退休。“因此，我们正在研究如果不是生命的话，还有什么可能导致我们看到的碳特征。” 在他们将于1月18日在《美国国家科学院院刊》上发表的研究报告中，好奇号科学家对他们检测到的不寻常的碳信号提供了几种解释。他们的假设部分是基于地球上的碳信号，但科学家警告称，这两个行星是如此不同，他们无法根据地球上的例子得出明确的结论。 “最困难的事情是放开地球，放开我们的偏见，真正尝试了解火星上的化学、物理和环境过程的基本原理。”参与碳研究的戈达德天体生物学家詹妮弗·艾格布罗德说。此前，艾格布罗德带领好奇号科学家组成的一个国际团队在火星表面探测到无数的有机分子，这些分子中含有碳。 “我们需要打开我们的思想，跳出固有的思维模式，”艾格布罗德说，“这就是这篇论文所做的。” 好奇号科学家在他们的论文中提出的生物学解释受到地球生命的启发。它涉及地表中的古老细菌，当它们将甲烷释放到大气中时，它们会产生独特的碳特征，而紫外线会将这种气体转化为更大、更复杂的分子。这些新分子会像雨点一样降落到地表，现在可以在火星岩石中以其独特的碳特征保存下来。好奇号科学家在他们的论文中提出的生物学解释受到了地球生命的启发。它涉及到地表中的古老细菌，当它们将甲烷释放到大气中，紫外线将甲烷转化为更大、更复杂的分子时，它们可能会产生一种独特的碳特征。这些新分子如雨点般降落到火星表面，现在我们可以找到保存在火星岩石中独特的碳标记。另外两个假设提供了非生物学的解释。一种观点认为，碳特征可能是由紫外线与火星大气中的二氧化碳气体相互作用产生的，产生了新的含碳分子，这些分子会沉降到火星表面。另一种推测认为，这些碳可能是数亿年前太阳系穿过一个富含检测到的碳类型的巨大分子云时发生的罕见事件留下的。为了分析火星表面的碳，豪斯的团队使用了SAM实验室内的可调谐激光光谱仪（TLS）仪器。SSAM将来自火星盖尔陨石坑不同地质位置的24个样本加热到约1500华氏度（850摄氏度），以释放其中的气体。然后TLS测量了一些在加热过程中被释放的还原碳的同位素。同位素是由于中子数量不同而具有不同质量元素的原子，它们有助于理解行星的化学和生物演化。碳元素尤其重要，因为地球上所有生命中都有碳元素；它在空气、水和地面之间不断地循环流动，同位素测量方法使我们很好地理解了这一点。例如，与较重的碳13原子相比，地球上的生物使用较小、较轻的碳12原子来代谢食物或进行光合作用。因此，远古岩石中的碳12明显多于碳13，此外还有其他证据表明，科学家们正在研究与生命相关的化学特征。观察这两种碳同位素的比例有助于地球科学家了解他们所观察的生命类型以及它们所生活的环境。在火星上，好奇号的研究人员发现，与科学家在火星大气和陨石中测量的数据相比，他们的样本中近一半含有惊人的大量碳12。研究人员报告说，这些样本来自盖尔陨石坑的五个不同地点，这可能是因为所有地点都有保存完好的古代表面。 “在地球上，会产生我们在火星上检测到的碳信号的过程是生物过程，”豪斯说。 “我们必须了解相同的解释是否适用于火星，或者是否还有其他解释，因为火星非常不同。” 火星之所以独特，是因为它的碳同位素组合可能与45亿年前的地球不同。火星更小、更冷、重力更弱，大气中的气体也不同。此外，火星上的碳可以在没有任何生命参与的情况下循环。华盛顿卡内基科学研究所的好奇科学家安德鲁·斯蒂尔说：“地球上有很大一部分碳循环涉及生命，因为生命，地球上有很大一部分碳循环我们无法理解，因为我们看到的每一个地方都有生命。” 这幅马赛克拼图是由NASA的好奇号火星车上的桅杆相机在任务的第2729个火星日拍摄的图像制成的。它显示了盖尔陨石坑中斯汀森砂岩形成的地貌。好奇号在这个一般的位置钻了一个爱丁堡钻孔，从中提取的样本富含碳12。影像来源：NASA/Caltech-JPL/MSSS 斯蒂尔指出，对于火星上碳循环的理解，以及如何解释同位素比率和导致这些比率的非生物活动，科学家们还处于早期阶段。好奇号于2012年抵达火星，是第一个携带工具研究火星表面碳同位素的探测器。其他的任务已经收集了大气中同位素特征的信息，科学家已经测量了在地球上收集到的火星陨石的比例。 “定义火星上的碳循环绝对是试图了解生命如何适应该循环的关键，”斯蒂尔说。“我们在地球上确实成功地做到了这一点，但我们才刚刚开始为火星定义碳循环。” 好奇号科学家将继续测量碳同位素，看看当火星车访问其他疑似保存完好的古代表面时，是否会得到类似的特征。为了进一步测试有关产甲烷微生物的生物学假设，好奇号团队希望分析从火星表面释放出来的甲烷烟羽中的碳含量。火星车在 2019 年意外地遇到了这样的羽流，但无法预测这种情况是否会再次发生。此外，研究人员指出，这项研究为NASA毅力号火星车背后的团队提供了指导，帮助他们收集最佳样本类型，以确认碳特征，并确定它是否来自生命。毅力号正在从火星表面收集样本，以备将来返回地球。好奇号的任务由NASA位于南加州的喷气推进实验室（JPL）领导； JPL 由加州理工学院管理。参考来源： https://www.nasa.gov/feature/goddard/2022/nasa-s-curiosity-rover-measures-intriguing-carbon-signature-on-mars

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NASA的斯皮策在天文学会简报上阐述系外行星

ByNASA中文 2022年1月14日2022年1月14日

行星XO-3b有一个内部热源，可能来自潮汐加热，这是由于其母星的引力挤压行星内部造成的。产生的热量可能会因行星略呈椭圆形的轨道（如右图所示）而增加，这意味着行星的形状更像椭圆形而不是圆形。影像来源：NASA/JPL-Caltech 红外线天文台可能有助于回答有关太阳系外行星或系外行星的问题，包括它们是如何形成的以及是什么驱动了它们大气中的天气。两项新的研究利用了NASA退役的斯皮策太空望远镜的数据，揭示了巨型系外行星和褐矮星，它们既不是恒星，也不是行星。这两项研究都将成为1月13日美国天文学会主办的虚拟新闻发布会的焦点。一项调查显示，褐矮星上的天气随年龄的变化而变化。褐矮星形成类似恒星，但没有足够的质量在其核心开始燃烧氢。褐矮星和巨型系外行星在直径、质量和组成方面相似，所以了解其中一颗的大气特性可以帮助我们了解另一颗的大气特性。第二项研究是关于热木星的研究，热木星是一种气体系外行星，其运行轨道非常靠近它们的母星。这些巨大的行星是如何形成的？是否有不同形成过程的热木星亚型？为了寻找答案，该研究的作者观察了系外行星XO-3b，这是一个罕见的例子，它在靠近其母星时被观察到。系外行星类似物年龄往往会给人类带来稳定，对于宇宙物体来说似乎也是如此。纽约美国自然历史博物馆的天体物理学家约翰娜·沃斯（Johanna Vos）将讨论发表在《天体物理学杂志》上的一项斯皮策调查，该调查发现与年长的褐矮星相比，年轻褐矮星上的天气变化更大。关于褐矮星，变异性一词指的是来自该天体大气层的不同波长的红外光强度的短期变化。天文学家认为这些变化是由云层引起的，云层反射并吸收大气中的光。这张插图显示了云在褐矮星大气中的样子。利用NASA退役的斯皮策太空望远镜，科学家们能够探测到褐矮星大气中的云层和其他天气特征。影像来源：NASA/JPL-Caltech/IPAC/T. Pyle 高变异性可能表明了一个主要的大气特征，可能就像木星的大红斑——一个比地球更大已经旋转了几百年的风暴。它还可以表明大气的快速变化，这可能有多种原因，例如大气中的主要温差或湍流（有时由强风引起）。将年轻的褐矮星与之前斯皮策对年长褐矮星的观测结果进行比较，作者发现年轻的天体更有可能表现出大气变化。他们还发现，年轻褐矮星的变化更大、更显着。沃斯和她的同事将这种差异归因于这样一个事实：褐矮星在年轻时更蓬松，但随着年龄的增长变得更紧凑，这可能使大气看起来更均匀。年轻的褐矮星在直径、质量和成分上与主要由气体构成的巨型系外行星相似。但研究巨型系外行星因其母星的近距离存在而变得复杂：它的伴星会照射行星的大气层，从而改变温度，甚至改变化学成分，并影响天气。这颗恒星发出的明亮光线也使看到这颗暗得多的行星变得更加困难。另一方面，褐矮星可以作为一种对照组，在太空中被孤立地观察。该研究的作者计划将这项新发现纳入褐矮星和巨型系外行星大气如何随年龄演化的模型中。迁徙的巨人尽管热木星是研究最多的系外行星类型，但关于它们如何形成的主要问题仍然存在。例如，这些行星是在远离母星的地方形成的——距离足够冷，水分子等可以变成固体——还是更近？第一种情况更符合我们太阳系中行星是如何诞生的理论，但究竟是什么驱使这些类型的行星迁移到离母星如此近的地方，目前尚不清楚。蒙特利尔麦吉尔大学的系外行星科学家丽莎·邓和她的同事利用斯皮策的数据研究了一颗名为XO-3b的系外行星，它有一个偏心（椭圆）轨道，而不是几乎所有其他已知热木星的圆形轨道。偏心轨道表明XO-3b最近可能已向其母星迁移；如果是这样的话，它最终会进入一个更圆的轨道。欧洲航天局（ESA）太空观测站盖亚和斯皮策的观测结果都表明，这颗行星自身会产生一些热量，但科学家不知道原因。斯皮策太空望远镜的数据还提供了一张地方网气候模式的地图。过剩的热量可能是通过一种叫做潮汐加热的专业方法，来自地球内部。恒星对行星的引力挤压随着不规则轨道将行星带离恒星越来越近，从而导致行星振荡。由此产生的内部压力变化会产生热量。对于邓来说，一颗不寻常的热木星提供了一个机会，来测试哪些形成过程可能会产生这些系外行星的某些特征。例如，其他热木星上的潮汐加热是否也是最近迁移的迹象？单靠XO-3b无法解开这个谜题，但它对这些灼热的巨型行星的新想法起到了重要的检验作用。关于任务的更多信息斯皮策在其有生之年收集的全部科学数据可通过斯皮策数据档案馆向公众提供，该档案馆位于加利福尼亚州帕萨迪纳加州理工学院IPAC红外科学档案馆。位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室为华盛顿的美国宇航局科学任务理事会管理斯皮策太空望远镜任务。公众可以通过斯皮策太空望远镜数据档案获得在其生命周期内收集的全部科学数据，这些数据档案存放在加州帕萨迪纳市加州理工学院IPAC的红外科学档案馆。位于南加州的NASA喷气推进实验室为位于华盛顿的NASA科学任务理事会管理斯皮策太空望远镜任务。科学操作在IPAC的斯皮策科学中心进行。航天器运行基地设在科罗拉多州利特尔顿的洛克希德·马丁航天公司。参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-s-spitzer-illuminates-exoplanets-in-astronomical-society-briefing

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2021年度灾难：回顾

ByNASA中文 2021年12月31日2021年12月31日

In 2021, Hurricane Ida left over 1 million people without power, tornadoes tore across the American Midwest, volcanoes forced people to evacuate their homes, wildfires covered the American West and unusual flooding wreaked havoc on Central Europe. 2021年，飓风艾达导致100多万人断电，龙卷风席卷美国中西部，火山爆发迫使人们撤离家园，野火覆盖美国西部，罕见的洪水对中欧造成严重破坏。 Some characteristics of natural hazards, such as hurricanes, floods and wildfires, have been historically predictable and have informed disaster preparation. However, with human emissions of greenhouse gases increasing Earth’s temperature, we’re seeing changes in those characteristics: wildfire and drought seasons are lengthening, hurricanes and rainfall are becoming more intense, and coastal flooding is increasing. 自然灾害的一些特征，如飓风、洪水和野火，在历史上是可以预测，并为备灾提供了信息。然而，随着人类排放的温室气体使地球温度升高，我们正在看到这些特征的变化：野火和干旱季节正在延长，飓风和降雨变得更加强烈，沿海洪水也正在增加。 By sponsoring application science and fostering domestic and international partnerships, the NASA Disasters program seeks to use its Earth observation data to enable disaster-resilient communities in a changing climate. 通过资助应用科学和培育国内和国际伙伴关系，NASA灾难项目寻求利用其地球观测数据，使社区能够在不断变化的气候中抵御灾害。 For details…

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普赛克任务将如何探索一个未开发的世界

ByNASA中文 2021年12月22日2021年12月22日

这是一幅创作于2021年3月的插画，描绘的是NASA的普赛克航天器，它的目标是在2022年8月发射到主小行星带，以调查富含金属的小行星普赛克。影像来源：NASA/JPL-Caltech/ASU NASA的普赛克航天器将于2022年8月发射，并于2026年抵达小行星带，它将围绕一个我们几乎无法从地球上精确定位且从未访问过的世界运行。 NASA的普赛克任务的目标是一颗富含金属的小行星，也被称为普赛克，它位于火星和木星之间的主带，是一个未知的外太空世界。从地球和太空望远镜上看，这颗小行星看起来就像一个模糊的物体。根据雷达数据，科学家们确实知道，它的形状有点像土豆，而且它会侧身旋转。通过分析小行星反射的光线，科学家们推测小行星普赛克的金属含量异常丰富。一种可能的解释是，它形成于我们太阳系的早期，要么是作为一个星子的核心（行星的一部分），要么是作为从未熔化的原始物质。这次任务的目的是找出答案，在这个过程中，他们希望能帮助回答有关太阳系形成的基本问题。 “如果结果证明它是金属核心的一部分，那么它将成为我们太阳系中第一代早期核心的一部分。”负责普赛克任务的首席研究员亚利桑那州立大学的林迪·埃尔金斯-坦顿（Lindy Elkins-Tanton）说。“但我们真的不知道，在我们到达那里之前，我们什么都不能确定。我们想问一些关于构成行星的物质的基本问题。我们有很多问题，却没有很多答案。这是真正的探索。” 这张图显示了NASA的普赛克航天器将如何探索小行星普赛克，从高空轨道A开始，在进行科学调查时逐渐下降到轨道D。影像来源：NASA/JPL-Caltech 埃尔金斯-坦顿领导的团队提议将普赛克作为NASA的发现级任务；于2017年入选。她说，一个巨大的挑战是选择任务的科学仪器：当你不确定具体测量什么时，如何确保获得所需的数据？例如，为了确定这颗小行星到底是由什么组成的，以及它是否是星子核心的一部分，科学家们需要能够解释一系列可能性的仪器：镍、铁、不同种类的岩石，或者岩石和金属的混合物。他们选择了一个有效载荷套件，其中包括一个磁力计来测量任何磁场；成像仪对表面进行拍照和绘图；光谱仪通过测量从表面发出的伽马射线和中子来指示表面是由什么构成的。科学家们继续假设普赛克是由什么构成，但“没有人能够想出一种我们拥有的科学仪器无法处理的普赛克。”艾尔金斯-坦顿说。这幅插图描绘了140英里宽（226公里宽）的小行星普赛克，它是NASA同名任务的目标。根据从地球获得的数据，科学家们认为这颗小行星是金属和岩石的混合物。影像来源：NASA/JPL-Caltech/ASU 如何游览未知世界但在科学家将这些仪器投入使用之前，它们需要到达小行星并进入轨道。普赛克于2022年8月从NASA肯尼迪航天中心发射升空，9个月后将飞越火星，利用火星的引力向小行星弹射。它的总旅程约为15亿英里（24亿公里）。该航天器最终将在2025年底开始接近这颗小行星。随着航天器接近目标，任务团队将打开摄像机，小行星普赛克的图像将从我们现在知道的模糊斑点转变为高清图像，首次揭示这个奇怪世界的表面特征。这些图像还将帮助工程师们在2026年1月准备进入轨道时确定方位。航天器的初始轨道被设计在一个较高的安全高度————距小行星表面约435英里（700公里）处。在第一次轨道运行期间，普赛克的任务设计和导航团队将专注于测量小行星的引力场，该力将使航天器保持在轨道上。随着对引力场的了解，该团队可以在不到两年的时间里安全地将航天器导航到越来越靠近小行星表面的地方。普赛克看起来凹凸不平，上宽下窄（173英里，最宽点280公里），质量分布不均匀。有些部分可能密度较小，比如海绵，而有些部分可能密度更大，质量更大。普赛克的身体质量越大，引力就越大，对航天器施加更大的拉力。科学家们还没有小行星普赛克的图像；此交互式版本基于建模。要查看它与其他小行星的比较，请放大并旋转它。在太阳之眼中查看完整的互动体验并实时执行任务。影像来源：NASA/JPL-Caltech 为了解开引力场之谜，任务团队将使用航天器的通信系统。通过测量在航天器和地球周围的大型深空网络天线之间来回反射的 X 波段无线电波的细微变化，工程师可以精确地确定小行星的质量、引力场、旋转、方向和摆动。该团队一直在研究各种场景，并设计了数千种“可能的普赛克”——模拟小行星密度和质量的变化，以及其自转轴的方向——为轨道计划奠定基础。他们可以在计算机模拟中测试他们的模型，但是在航天器真正到达那里之前，没有办法确定。在接下来的20个月里，该航天器将使用其温和的电力推进系统进入越来越低的轨道。随着航天器越来越近，对引力场的测量将变得越来越精确，表面图像的分辨率也会越来越高，这使得研究小组能够更好地了解这个物体。最终，航天器将在离普赛克表面约53英里（85公里）的地方建立最终轨道。这一切都是为了解开这颗独特小行星的谜团：普赛克从哪里来，它是由什么构成的，它告诉我们关于太阳系形成的什么信息？ “人类一直都是探险家，”埃尔金斯-坦顿说。“我们总是从我们所在的地方出发，去寻找那座山的后面有什么。我们总是想走得更远；我们总是想要想象。这是我们与生俱来的。我们不知道会发现什么，我希望我们会大吃一惊。” 有关任务的更多信息亚利桑那州立大学领导普赛克任务。喷气推进实验室负责任务的全面管理、系统工程、集成和测试以及任务操作。任务阶段——被称为组装、测试和发射操作——目前正在喷气推进实验室进行。喷气推进实验室还提供了一种称为深空光通信的技术演示仪器，它将在普赛克上运行，以测试未来NASA任务可能使用的高数据速率激光通信。普赛克任务是美国宇航局发现计划的第14项任务。有关NASA普赛克任务的更多信息，请访问： https://www.nasa.gov/psyche 和 https://psyche.asu.edu/ 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/how-nasa-s-psyche-mission-will-explore-an-unexplored-world

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朱诺号航天器 “听到 “了木星的卫星

ByNASA中文 2021年12月19日2021年12月19日

这张JunoCAMM照片显示了木星的两个大型旋转风暴，是在朱诺号于2021年11月29日第38次经过木星时拍摄的。影像来源：NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS 图像处理：KEVIN M. GILL CC by 朱诺号在木星任务的木卫三飞掠期间收集的音轨提供了一个戏剧性的旅程。这是任务科学家在美国地球物理联盟秋季会议简报会上分享的亮点之一。今天在新奥尔良举行的美国地球物理学会秋季会议上，在关于NASA朱诺号木星任务的简报中讨论了来自木卫二飞越的声音、磁场以及木星和地球海洋和大气之间的显著比较。今天，在新奥尔良举行的美国地球物理联盟秋季会议上，关于NASA朱诺号木星任务的简报会上，讨论了木卫三飞行的声音、磁场以及木星与地球海洋和大气层之间的显著对比。位于圣安东尼奥的西南研究所的朱诺号首席研究员斯科特·博尔顿首次公布了一段50秒的音频，这段音频来自于2021年6月7日该任务近距离飞掠木卫三时收集的数据。朱诺号的电波仪器（Juno’s Waves instrument）可以调谐木星磁层产生的电磁波，收集这些发射的数据。然后将他们的频率转移到音频范围，以制成音轨。 “这段音乐非常狂野，让你感觉就像在驾驶朱诺号在20多年来第一次驶过木卫三。”博尔顿说。 “如果您仔细聆听，您可以听到录制中点附近突然转向更高的频率，这代表着进入木卫三磁层的另一个区域。” 在2021年6月7日朱诺号飞掠木星的卫星木卫三期间收集到的无线电发射，在此以视觉和声音的方式呈现。影像来源：NASA/JPL-Caltech/SwRI/Univ of Iowa 对电波数据的详细分析和建模工作正在进行。电波调查的主要合作研究者、爱荷华大学爱荷华城分校的威廉·库尔斯说：“在最接近木卫三的时候，频率的变化可能是由于朱诺号从卫星的夜面飞掠到日面的过程。” 在朱诺号最接近木卫三的时候，也就是环绕木星的第34次飞行中，朱诺号距离木卫三表面不到645英里（1038公里），以每小时41600英里（67000公里）的相对速度飞行。这张木星的卫星木卫三的照片是由NASA朱诺号航天器上的JunoCAM在2021年6月7日飞掠这颗冰冷的卫星时拍摄。影像来源：NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS 磁性木星来自马里兰州格林贝尔特NASA戈达德太空飞行中心的杰克·康纳尼是朱诺号磁力仪的首席研究员，也是这次任务的副首席研究员。他的团队绘制了迄今为止最详细的木星磁场图。该地图由朱诺号执行主要任务时从32个轨道上收集到的数据汇编而成，它提供了对这颗气态巨星赤道上的一个磁性异常点——神秘的大蓝斑新的认识。朱诺号的数据表明，在航天器运行的五年期间，这个气体巨头的磁场发生了变化，而且大蓝斑正在以相对于木星内部其他部分每秒约2英寸（4厘米）的速度向东漂移，大约350年就会环绕木星一周。相比之下，大红斑——木星赤道以南长期存在的大气反气旋——正以相对较快的速度向西漂移，环绕木星一周大约需要4年半。此外，新地图显示，木星的纬向风（从东到西、从西到东的喷流，赋予木星独特的带状外观）正在将大蓝斑拉开。这意味着在行星表面测量到的纬向风可以深入到行星内部。新的磁场图也使朱诺号的科学家能够与地球的磁场进行比较。这些数据向研究小组表明，木星内部的发电机效应–天体产生磁场的机制–发生在金属氢中，位于一层“氦雨”之下。朱诺号在其延长任务期间收集的数据可能会进一步解开木星以及包括地球在内的其他行星的发电机效应之谜。地球的海洋，木星的大气层从左到右:挪威海的浮游植物大量繁殖，以及木星大气中的湍流云。NASA的朱诺号航天器提供的木星图像，为海洋学家研究木星两极丰富的湍流和驱动木星上大型气旋的物理力量提供了原材料。影像来源：NASA OBPG OB.DAAC/GSFC/Aqua/MODIS 图像处理：Gerald Eichstadt CC BY 利亚·西格尔曼是加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所的物理海洋学家和博士后研究员，她在注意到木星极地的气旋似乎与她在攻读博士期间研究的海洋漩涡有相似之处后，她决定研究木星大气的动力学。 “当我看到木星气旋周围丰富的湍流，以及所有的细丝和较小的漩涡时，它让我想起了你在海洋中看到的漩涡周围的湍流。”西格尔曼说。“这些在地球海洋漩涡的高分辨率卫星图像中尤其明显，这些漩涡是由作为水流示踪剂的浮游生物大量繁殖所揭示。” 木星极点的简化模型显示，几何模式的漩涡，就像在木星上观察到的那样，自发地出现，并永远存在下去。这意味着行星的基本几何结构允许这些有趣的结构形成。虽然木星的能量系统规模比地球大得多，但了解木星大气的动力学可以帮助我们了解在我们自己的星球上起作用的物理机制。英仙座的手臂朱诺号团队还发布了最新的木星微弱尘埃环的照片，这张照片是由探测器的恒星参考单元导航相机从木星环内部拍摄。图中最亮的薄带和邻近的暗区与木星的两颗小卫星木卫十六和木卫十五产生的尘埃有关。这张照片还拍摄到了英仙座的手臂。 “我们能从5亿英里外的航天器上看到这些熟悉的星座，真是令人惊叹。”位于帕萨迪纳的美国宇航局喷气推进实验室朱诺恒星参考装置仪器的首席联合研究员海蒂·贝克尔说。“但一切看起来都和我们在地球的后院欣赏它们时一样。这令人敬畏地提醒我们，我们是多么渺小，还有多少地方有待探索。” 关于该任务的更多信息 JPL是加利福尼亚州帕萨迪纳加州理工学院的一个部门，为圣安东尼奥西南研究所的首席研究员斯科特·J·博尔顿管理朱诺任务。朱诺号是美国宇航局新前沿计划的一部分，该计划由位于阿拉巴马州亨茨维尔的美国宇航局马歇尔航天飞行中心为华盛顿的美国宇航局科学任务理事会管理。位于丹佛的洛克希德·马丁航天公司建造并运营该航天器。在Facebook和Twitter上关注这项任务，并在网上获得有关朱诺号的更多信息。 https://www.nasa.gov/juno 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-s-juno-spacecraft-hears-jupiter-s-moon

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NASA的毅力号火星车有了惊人的发现

ByNASA中文 2021年12月16日2021年12月16日

该视频由毅力号的Mastcam-Z仪器拍摄，具有增强的彩色合成图像，该图像横跨火星上的耶泽罗火山口三角洲。数十亿年前，一条古老的河流将沉积物带到曾经存在于火山口的湖口，形成了这个三角洲。影像来源：NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS 火星车科学家的发现突出了样本的多样性，地质学家和与NASA的火星样本返回计划相关的未来科学家们将不得不进行研究。 NASA毅力号火星车的科学家发现，自2月着陆以来，他们的6轮探测器一直在行驶的基岩可能由炽热的岩浆形成。这一发现对理解和准确确定耶泽罗火山口历史上的关键事件以及该行星他地方的历史具有重要意义。该团队还得出结论，火山口中的岩石在亿万年来多次与水相互作用，其中一些含有有机分子。今天在新奥尔良举行的美国地球物理联合会秋季科学会议的新闻发布会上介绍了这些和其他发现。甚至在毅力号登陆火星之前，该任务的科学团队就已经对该地区岩石的起源感到好奇。它们是沉积形成的吗？是可能被古老的河流系统带到该地区的矿物颗粒的压缩堆积？或者它们是在哪里火成的，可能是从一座早已灭绝的火星火山上升到地表的熔岩流中产生的？甚至在毅力号登陆火星之前，该任务的科学团队就想知道该地区岩石的起源。它们是否是沉积物——矿物颗粒的压缩堆积可能被古老的河流系统带到该位置？或者它们是哪里产的火成岩，可能是在一个早已灭绝的火星火山喷发出的岩浆流中生成？ “我开始感到绝望，我们可能永远也找不到答案。”帕萨迪纳加州理工学院毅力号项目科学家肯·法利说。“但后来我们的PIXL仪器仔细观察了来自绰号南塞塔（South Séítah）地区的一块磨损的岩石，一切都变得清楚了：岩石中的晶体提供了确凿的证据。” 毅力号机械臂末端的钻头可以研磨岩石表面，以便其他仪器（如PIXL）对其进行研究。PIXL是X射线岩石化学行星仪器的简称，它使用X射线荧光来绘制岩石的元素组成图。11月12日，PIXL分析了科学团队选择的南塞塔岩石，并利用火星车的钻头采集了岩心样本。PIXL数据显示，这块被昵称为“Brac”的岩石由异常丰富的大橄榄石晶体组成，这些晶体被辉石晶体所吞没。 “一个优秀的地质学学生会告诉你，这样的纹理表明岩石是在晶体生长并在缓慢冷却的岩浆中沉淀时形成的——例如厚厚的熔岩流、熔岩湖或岩浆室。”法利说。 “然后这块岩石被水多次改变，使其成为一个宝库，这将使未来的科学家能够确定耶泽罗事件的年代，更好地了解水在其表面更常见的时期，并揭示行星的早期历史。火星样品返回将会有更多很棒的东西可供选择！” 多任务火星样品回收任务始于毅力号，它收集火星岩石样本，以寻找古代微观生命。在毅力号的43个样本管中，迄今为止已有6个被密封——4个带有岩芯，1个带有火星大气，还有一个含有“见证”材料，以观察火星车可能从地球带来的任何污染。火星样本回收计划旨在将精选的采样管带回地球，一代又一代的科学家将能够利用强大的实验室设备对它们进行研究，这些设备太大，无法送到火星。尚待确定的是，富含橄榄石的岩石是形成于表面冷却的厚熔岩湖中，还是形成于后来被侵蚀暴露的地下洞穴。这幅图从轨道和地下两个角度描绘了毅力号进入塞塔的过程。下图是来自火星车RIMFAX仪器的地下雷达图像；红线表示地下特征与地表上方可见的抗侵蚀岩石露头之间的联系。影像来源：NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/USGS/FFI 有机分子对火星样品返回的另一个好消息是SHERLOC（扫描可居住环境与有机物和化学品的拉曼和发光）仪器发现了有机化合物。含碳分子不仅存在于SHERLOC分析的研磨岩石内部，也存在于未研磨岩石的尘埃中。有机物的确认并不能确认耶泽罗曾经存在生命并留下了明显的迹象（生物特征）。产生有机物既有生物机制，也有非生物机制。 “好奇号在盖尔火山口的着陆点也发现了有机物，”南加州NASA喷气推进实验室舍洛克首席研究员卢瑟·比格尔说。“SHERLOC能够绘制出岩石内部有机物的空间分布，并将这些有机物与岩石中发现的矿物质联系起来。这有助于我们了解有机物形成的环境。我们还需要进行更多的分析，以确定已识别有机物的生产方法。” 盖尔火山口和杰泽罗火山口的古老岩石保存的有机物——无论其来源如何——确实意味着潜在的生物特征（生命的迹象，无论是过去的还是现在的）也可以被保存下来。“这个问题在样品返回地球之前可能无法解决，但有机物的保存非常令人兴奋。当这些样本返回地球时，它们将成为多年来科学探索和发现的源泉。”比格尔说。这张在NASA毅力号火星车办公室拍摄的图像中，六个仿真样品管挂在样品管板上。影像来源：NASA/JPL-Caltech 雷达图除了岩芯采样能力外，毅力号还将第一台探地雷达带到了火星表面。RIMFAX（火星地下实验雷达成像仪）创建了一个地下特征的雷达图，深度可达33英尺（10米）。这张首次发布的雷达图的数据是在火星车从“火山口底部断裂粗糙”地质单元驶过山脊线进入“塞塔”地质单元时收集的。山脊线有多个岩层，有明显的向下倾斜。通过RIMFAX的数据，毅力号的科学家们现在知道，这些倾斜的岩层在地表以下以相同的角度继续存在。雷达图还显示了塞塔岩层低于那些火山口底部断裂粗糙。这一结果进一步证实了科学小组的观点，即塞塔的形成早于火山口底部断裂粗糙。观测火星地表下地质特征的能力为该团队在火星的地质制图能力增加了一个新的维度。关于毅力号的更多信息毅力号火星任务的一个关键目标是天体生物学，包括寻找古代微生物生命的迹象。火星车将描绘火星的地质和过去的气候，为人类对这颗红色星球的探索铺平道路，并成为第一个收集和储存火星岩石和风化层（破碎的岩石和灰尘）的任务。随后，NASA与欧洲航天局（ESA）合作，将向火星发送航天器，从火星表面收集这些密封样本，并将其送回地球进行深入分析。火星2020毅力号任务是NASA月球到火星探索方法的一部分，其中包括阿尔忒弥斯登月任务，这将有助于为人类探索这颗红色星球做准备。喷气推进实验室由加利福尼亚州帕萨迪纳市的加州理工学院为NASA管理，负责建造和管理毅力号火星车的运行。如欲了解有关机智号的更多信息，请访问： mars.nasa.gov/mars2020/ 如欲了解有关毅力号的更多信息，请访问： nasa.gov/perseverance 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-s-perseverance-mars-rover-makes-surprising-discoveries/

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机智号火星直升机在空中积累飞行了30分钟

ByNASA中文 2021年12月16日2021年12月16日

机智号位于略微倾斜的表面上，框架中心倾斜约6度，正好位于塞塔（Sêíitah）地质单元南部山脊的北部。毅力号火星车的MastCAM-Z仪器在2021年12月1日拍摄了这张照片，当时旋翼飞行器距离火星车970英尺（295米）。影像来源：NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS 在最近的第17次飞行中，这个红色星球的旋翼飞行器达到了一个团队从未想过可以实现的空中里程碑。它的第18次飞行计划不早于今天。 12月5日，NASA的灵巧火星直升机进行了第17次飞行，这使它的总飞行时间超过了30分钟。117秒的飞行使历史上第一架从另一个世界的地表起飞的飞机更靠近其原来的机场“莱特兄弟机场”，它将在那里等待毅力号火星车的到来，该火星车目前正在探索火星杰泽罗陨石坑的南塞塔（SouthSêíitah）地区。除了累积30分48秒的飞行时间，这架开创性的直升机累计在地面上飞行了2.2英里（3592米），最高飞行高度高达40英尺（12米），最快飞行速度高达10英里（5米/秒）。 12月5日的飞行之后，由于直升机在飞行结束时飞行数据流意外中断，旋翼飞机的状态此前尚未得到确认。毅力号作为直升机与地面控制器的通信基站，火星车后来收到的少量无线电数据表明，在火星表面有一架健康的直升机，但没有提供足够的信息让团队宣布飞行成功。但12月10日，星期五，NASA位于南加州的喷气推进实验室向任务工程师们发送的数据表明，第17次飞行取得了成功，机智号处于良好状态。 30分钟的飞行记录远远超过了4磅（1.8公斤）旋翼飞机的最初计划。机智号于2021年4月19日首次飞行，它的设计初衷是进行多达5次的实验测试飞行，通过一个简短的上下移动来证明在火星上有动力的可控飞行是可能的。接下来的四次试验飞行扩展了旋翼机的飞行范围，使飞行时间越来越长，操纵也越来越复杂，这进一步帮助喷气推进实验室的工程师更好地了解了它的性能。在第六次飞行中，直升机开始了一个新的操作演示阶段，研究空中侦察和其他功能如何有利于未来对火星和其他世界的探索。在这一新章节中，直升机已经从莱特兄弟基地以南的机场开始运作，侦察出露头的岩石和毅力号火星车科学团队感兴趣的其他地质特征。 “很少有人认为我们能成功飞行第一次，更不用说飞到第五次了。没有人想到我们能走这么远。”喷气推进实验室机智号团队负责人泰迪·策纳托斯说。在积累超过半小时高空飞行的过程中，机智号经受住了八个月的严寒，并在九个独特的火星机场中运行。这架飞机的持续运行证明了我们小型运营团队的设计稳健、勤奋和热情。” 第十八次飞行第十八次飞行计划不早于今天（12月15日）起飞，机智号将以5.6英里/小时（2.5米/秒）的速度在125秒内再飞行754英尺（230米）。新机场靠近塞塔的北部边界，这将是该旋翼机在火星上的第10个机场。喷气推进实验室预计将不早于今天下午晚些时候收到此次飞行的数据。与之前的努力一样，第十八次飞行将突破机智号无线电范围和性能的极限。为了使其在整个着陆过程中保持链路的最佳机会，火星直升机小组修改了飞行顺序，以低数据速率模式进行通信，这将为无线电链路提供额外的信号强度提升。 “如果我们在着陆时失去了无线电连接，可能需要几天或几周的时间，才能让机智号和毅力号之间的视线改善到足以尝试进行一次通信。”策纳托斯说。“虽然推迟我们的飞行后数据分析会带来不便，但这并非意外，在未来几周，我们将继续在具有挑战性的地形上操作，这将成为新的常态。” 关于机智号的更多信息机智号火星直升机由喷气推进实验室建造，该实验室还为NASA总部管理该技术示范项目。它得到了NASA科学、航空和空间技术任务理事会的支持。NASA位于加利福尼亚硅谷的艾姆斯研究中心和位于弗吉尼亚州汉普顿的NASA兰利研究中心在机智号的开发过程中提供了重要的飞行性能分析和技术援助。AeroVironmentInc.、Qualcomm和SolAero还提供了设计协助和主要飞行部件。洛克希德空间公司设计并制造了火星直升机输送系统。在NASA总部，戴夫·拉威利是机智号火星直升机的项目主管。关于毅力号的更多信息毅力号火星任务的一个关键目标是天体生物学，包括寻找古代微生物生命的迹象。火星车将描绘火星的地质和过去的气候，为人类对这颗红色星球的探索铺平道路，并成为第一个收集和储存火星岩石和风化层（破碎的岩石和灰尘）的任务。随后，NASA与欧洲航天局（ESA）合作，将向火星发送航天器，从火星表面收集这些密封样本，并将其送回地球进行深入分析。火星2020毅力号任务是NASA月球到火星探索方法的一部分，其中包括阿尔忒弥斯登月任务，这将有助于为人类探索这颗红色星球做准备。喷气推进实验室由加利福尼亚州帕萨迪纳市的加州理工学院为NASA管理，负责建造和管理毅力号火星车的运行。如欲了解有关机智号的更多信息，请访问： https://mars.nasa.gov/technology/helicopter 如欲了解有关毅力号的更多信息，请访问： mars.nasa.gov/mars2020/ 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-s-ingenuity-mars-helicopter-reaches-a-total-of-30-minutes-aloft

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水状羽流从木卫二喷射吗？NASA的欧罗巴快船正在调查中

ByNASA中文 2021年12月1日2021年12月1日

在木卫二发现羽流是一个令人兴奋的展望，但科学家警告说，即使近距离观察，也会很棘手。 2005年，从土星卫星土卫二表面喷发出的明亮的水状羽流图像吸引了全世界的目光。从土卫二南极地区喷射出来的巨大蒸汽柱、冰粒子和有机分子表明，在土卫二的冰壳下面有液态水海洋，也证实了土卫二的地质活动非常活跃。烟柱还将土卫二和太阳系外的其他行星推向了NASA寻找生命迹象名单的前列，这些星球既没有大气层，也远离太阳热量。科学家们现在正准备前往另一个可能有羽状物的冰封海洋世界：木星的卫星木卫二。NASA的欧罗巴快船计划于2024年发射，它将从木卫二的深层内部到表面对其进行研究，以确定它是否含有使其成为适宜生命家园的成分。与土卫二一样，木卫二在地质上也是动态的，这意味着这两颗卫星的固体层在与主行星和邻近卫星的引力拉力赛中拉伸和弯曲时，都会在内部产生热量。这不是来自太阳的热量，而是防止地下的水在这些被冰覆盖的卫星上冻结。这些热量还可能有助于在海底产生或循环生命的化学成分，包括碳、氢、氧、氮、磷和硫。但相似之处仅此而已。 “很多人认为木卫二将成为土卫二的2.0版，从其表面不断喷射出羽状物，”欧罗巴快船成像系统（EIS）相机背后的科学团队成员琳奈·奎克说。“但我们不能这样看待它；木卫二是一只完全不同的野兽，”来自马里兰州绿带NASA戈达德航天飞行中心的奎克说。 2005年11月27日，NASA卡西尼号飞船拍摄的第一批土卫二喷流图像之一。这张土卫二的图片是在太阳背光下拍摄。影像来源：NASA/JPL/Space Science Institute. 如欲了解更多信息，请点击此链接访问。有证据表明，木卫二可能像土卫二一样，从其地下喷出水。例如，科学家们使用NASA的伽利略号航天器、NASA的哈勃望远镜和大型地球望远镜报告了在木卫二探测到微弱的水羽流或其化学成分。但没人能确定。爱达荷大学物理系副教授、欧罗巴快船测绘成像光谱仪（MISE）科学团队成员马修·麦凯·海德曼说:“我我们仍然处在一个非常有趣的证据中，但没有一个是完全可靠的。” 科学家们被羽流吸引有几个原因。首先，不可否认，它们很酷：“我们是科学家，但我们也是人，”肖恩·布鲁克斯说，他是欧罗巴快船的木卫二紫外光谱仪科学团队的成员，工作在南加州的NASA喷气推进实验室。但实际上，布鲁克斯说，羽流让科学家更容易进入木卫二内部。他说:“这一切都归结为木卫二是否适合居住，归根结底是对木卫二表面以下正在发生的事情有一些了解，而我们目前还无法了解到。” 换句话说，木卫二的魔力，一个潜在宜居世界的原型，隐藏在卫星深处。与德克萨斯州大小的土卫二相比，欧罗巴大约是地球大小的四分之一，或者比地球的卫星月球小一点。有证据表明，木卫二的海水比土卫二深得多，可能有40至100英里（约60至160公里）深，这意味着它可能包含的水是地球海洋的两倍。一些科学家假设木卫二的海洋可能通过热液喷口与海底过热的岩石发生反应。在地球上，这些区域是化学活动的温床，滋养着无数的生物。科学家说，木卫二的冰壳中也可能有大量的融化的水，这些水比海洋更有可能成为羽流的来源。这些小窝也能为生物提供舒适的栖息地。因为木卫二离木星比土卫二离土星更近，所以木卫二在围绕其主行星旋转时产生的摩擦会产生更多的热量。鉴于内部热量刺激了岩石世界的地质活动，预计木卫二的地质范围将比土卫二更广。一些科学家预测，木卫二有板块构造，移动和循环组成卫星表面的冰块。如果是这样的话，木卫二可能是由木星辐射产生的表面营养物质，比如氧气，循环到冰壳中的液态水或海洋本身。通过欧罗巴快船，科学家们将有机会通过分析羽流的化学组成或它们可能在表面留下的痕迹来检验他们的一些预测。这张合成图像显示，在木星卫星木卫二边缘的7点钟位置，疑似有水蒸气羽流喷发。由NASA哈勃太空望远镜成像光谱仪拍摄的羽流在月球从木星前方经过时以剪影的形式出现。哈勃数据收集于2014年1月26日。叠加在哈勃数据上的木卫二图像是由伽利略和旅行者号任务的数据组合而成。影像来源：NASA/ESA/W. Sparks (STScI)/USGS Astrogeology Science Center. 如欲了解更多信息，请点击此链接访问。科学家警告说，即使木卫二羽流在那里，也很难近距离探测到。它们可能是零星的，它们可能又小又薄，因为欧罗巴的重力比土卫二强得多，可能会使这些水柱靠近地表。这与土卫二壮观的水状羽流大不相同：它总是比土卫二本身还大，在卫星表面上方数百英里处喷洒冰冷的粒子。“即使它们在那里，木卫二的羽流也可能不那么上镜。”海德曼说。尽管欧罗巴快船的科学家们正在设计各种创造性的策略来在2031年航天器开始探索木卫二时找到活跃的羽流，但他们并不依赖这些羽流来了解木卫二内部的情况。 “完成一项成功的任务不需要抓住机会。”奎克说。奎克补充说，无论是否有活跃的羽流，欧罗巴快船上的每一个仪器都可以提供地表下适宜居住条件的证据。科学团队将如何寻找潜在羽流的几个例子包括欧罗巴快船的相机套件，EIS。当木卫二经过木星前方时，卫星被木星的光线照射时，相机套件将在木卫二的边缘寻找羽流的轮廓，从而探测木卫二表面附近的羽状结构。一旦出现羽流，EIS将对其进行拍照，同时也会对可能在地表可见的羽流沉积物进行拍照。木卫二紫外光谱仪还将努力在紫外线中探测羽流，包括当木卫二经过附近恒星前经过时在卫星边缘的羽流，它可以测量这些羽流的化学组成。木卫二热辐射成像系统（E-THEMIS）将在木卫二表面寻找热点，这些热点可能是活动或近期喷发的证据。不管研究人员是否在木卫二上发现羽状流，欧罗巴快船团队都将取得成功，尽管许多科学家希望通过一场壮观的水上表演来丰富这项任务，并加深我们对木卫二的了解。“我确实怀疑欧罗巴是活跃的，让一些物质逃逸了。”海德曼说。“但我希望当我们真正了解它是如何做到这一点时，它不会是任何人所期望的。” 关于任务的更多信息像欧罗巴快船这样的任务为天体生物学领域做出了贡献，这是一项跨学科的研究，研究遥远世界中可能存在生命的变数和条件。虽然欧罗巴快船不是一项生命探测任务，但它将对木卫二进行详细的侦察，并调查这颗冰冷的卫星及地下海洋。了解木卫二的可居住性将有助于科学家更好地了解地球上生命是如何发展的，以及在地球之外发现生命的潜力。 JPL由加利福尼亚州帕萨迪纳的加州理工学院管理，与马里兰州劳雷尔的约翰·霍普金斯应用物理实验室合作，领导欧罗巴快船任务的发展，为华盛顿的NASA科学任务理事会服务。位于阿拉巴马州亨茨维尔的NASA马歇尔航天飞行中心的行星任务计划办公室，负责欧罗巴快船任务的项目管理。有关木卫二的更多信息，请访问： europa.nasa.gov 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/are-water-plumes-spraying-from-europa-nasa-s-europa-clipper-is-on-the-case/

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毅力号拍摄到火星直升机具有挑战性的飞行

ByNASA中文 2021年11月19日2021年11月19日

2021年9月4日，NASA毅力号火星车上的Mastcam-Z仪器的视频拍摄到了该机构的机智号火星直升机的第13次飞行的特写镜头。视频来源：NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS 最近9月飞行的下行图像，让火星车成像团队将一段旋翼飞行器表现近乎完美的视频整合在一起。 NASA毅力号火星车9月4日拍摄的机智号火星直升机第13次飞行的视频，提供了迄今为止最详细的旋翼机的运行情况。机智号目前正在为其第16次飞行做准备，计划不早于11月20日星期六进行，但160.5秒的第13次飞行是机智号最复杂的飞行之一。它涉及飞入“Séítah”地质特征内的各种地形，并为火星车团队从多个角度拍摄露头的图像。从26英尺（8米）的高度获取的图像，补充了第12次飞行期间收集的图像，为毅力号的科学家和火星车驾驶员提供了宝贵的见解。由火星车的双摄像头Mastcam-Z拍摄，第13次飞行的一个视频片段显示了4磅（1.8公斤）的旋翼飞机的大部分飞行轮廓。另一个视频提供了起飞和降落的特写镜头，这是一项科学观测的一部分，旨在测量直升机产生的尘埃羽流。 “Mastcam-Z的价值在这些视频剪辑中真正体现出来，”NASA南加州喷气推进实验室Mastcam-Z仪器的副首席研究员贾斯汀·马基说。“即使在300米[328码]之外，我们也能通过Mastcam-Z的‘右眼’拍摄到起飞和降落的精彩特写。虽然在通过‘左眼’拍摄的广角视野中，直升机只是一个小斑点，但它让观众很好地感受到了机智号正在探索的环境的大小。” 在起飞过程中，机智号掀起了一小缕灰尘，右边的相机或 “眼睛 “拍摄到了在上升过程中向直升机右侧移动。在最初爬升到计划的最大高度26英尺（8米）后，直升机会做一个小的自旋动作，将彩色摄像机对准目标。然后，机智号俯冲，让旋翼的推力开始在稀薄的火星空气中水平移动，然后移动到屏幕外。之后，旋翼直升机返回并降落在起飞地点附近。该团队瞄准了一个不同的着陆点——离起飞约39英尺(12米)——以避免在第12次飞行完成时降落在沙地上的涟漪。 2021年9月4日，NASA毅力号火星车上的Mastcam-Z仪器的视频片段提供了机智号火星直升机第13次飞行的全景透视图。影像来源：NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS 尽管从Mastcam-Z的左眼看去，直升机的画面比右眼少，火星的画面多，但这个广角让人看到了机智号团队为确保飞行成功而进行编程的独特方式。 “我们从陨石坑底部起飞，飞过一条高高的山脊线，然后进入Séítah，”喷气推进实验室的独创性首席飞行员霍华德·格里普说。“由于直升机的导航过滤器更喜欢平坦的地形，我们在山脊线附近编入了一个航点，直升机在那里减速并盘旋片刻。我们的飞行模拟表明，这个小小的’喘息’将帮助直升机在巨大的地形变化中保持其方向。直升机在回去的路上也是这样。能亲眼看到这种情况的发生真是太棒了，它加强了我们建模的准确性和我们对如何最佳操作机智号的理解。” 广角视图也显示了机智号如何在飞行过程中保持高度。在最初上升到26英尺(8米)高度后，直升机向东北方向的山脊线飞行时，激光测高仪记录下了地面高度的变化。机智号会自动调整，在接近山脊时稍微上升，然后下降到比起伏的表面高出26英尺(8米)。一旦它向右飞出视野，机智号就会用它的彩色相机收集10张岩石露头的图像，然后返回到画面中，回到目标位置。在第13次飞行之后，机智号和NASA的其他火星探测器在10月的火星太阳合相期间安静了下来，那时火星和地球在太阳的两端，阻碍了大多数通信。在合相之后，机智号在进行第15次飞行前进行了一次短暂的实验性飞行测试，开始了返回“莱特兄弟基地”附近的多飞行旅程，这是它在4月份的出发点。有关机智号的更多信息机智号火星直升机由喷气推进实验室建造，喷气推进实验室还为NASA总部管理其扩展任务期间的操作演示活动。它得到了美国宇航局科学、航空研究和空间技术任务局的支持。NASA位于加州硅谷的艾姆斯研究中心和位于弗吉尼亚州汉普顿的兰利研究中心在机智号的开发过程中提供了重要的飞行性能分析和技术援助。AeroVironment Inc.、高通和SolAero也提供了设计协助和主要工具组件。洛克希德马丁航天公司设计并制造了火星直升机运送系统。有关毅力号的更多相关信息毅力号任务在火星上的主要目标是天体生物学，包括寻找古微生物生命的迹象。毅力号将对火星的地质和过去的气候进行表征，为未来人类探索红色星球铺平道路，除此之外，毅力号任务还是第一个收集和储存火星岩石和风化层样本的任务。 NASA将与欧洲空间局合作进行后续的飞行任务，送探测器前往火星，从火星表面收集暂时缓存的样本，然后将它们返回地球进行进一步的分析。喷气推进实验室由位于加利福尼亚州帕萨迪纳市的加州理工学院为NASA代为管理，毅力号的建造和运营管理由喷气推进实验室负责。如欲了解毅力号火星探测任务的更多相关信息，请访问： nasa.gov/perseverance 以及 mars.nasa.gov/mars2020/ 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-s-perseverance-captures-challenging-flight-by-mars-helicopter

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朱诺号：科学研究成果首次提供木星大气的三维视图

ByNASA中文 2021年10月29日2021年10月29日

木星的带状外观是由云层形成的“天气层”造成的。这张合成图像分别显示了双子座北方望远镜和美国宇航局哈勃太空望远镜拍摄的木星红外和可见光（从左到右）视图。影像来源：International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/NASA/ESA, M.H. Wong and I. de Pater (UC Berkeley) et al. 美国国家航空航天局（NASA）环绕木星运行的朱诺号探测器的新发现，为这颗行星独特而多彩的大气特征提供了一个更全面的画面，为了解其云层下不为人知的过程提供了线索。这些结果突出了木星周围的云带和云带的内部工作，以及它的极地气旋，甚至是大红斑。研究人员今天在《科学》和《地球物理研究杂志：行星》上发表了几篇关于朱诺号大气发现的论文。其他论文发表在最近的两期《地球物理研究快报》上。 “朱诺号的这些新的观测结果为木星神秘的可观测特征打开了一个新的信息宝库。”NASA华盛顿总部行星科学部主任洛里·格拉兹（Lori Glaze）说。 “每篇论文都阐明了地球大气过程的不同方面——这是我们的国际多元化科学团队如何加强对太阳系理解的一个绝好例子。” 图片来源：JunoCam；图像数据：NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS；JunoCam图像处理：Kevin M. Gill (CC BY)；地球图片：NASA 这幅插图结合了美国宇航局朱诺号飞船上的朱诺相机仪器拍摄的木星图像和地球的合成图像，描绘了木星大红斑的大小和深度。朱诺号在2016年进入木星的轨道。迄今为止，在航天器 37 次穿越木星的过程中，每一次都有一套专门的仪器都在其湍急的云层下方进行观察。 “之前，朱诺号给了我们一个惊喜，它暗示木星大气中的现象比预期的更深，”斯科特·博尔顿（Scott Bolton）说，他是圣安东尼奥西南研究所的朱诺号的首席研究员，也是《科学》杂志上关于木星漩涡深度的论文的主要作者。“现在，我们开始把所有这些单独的碎片放在一起，并第一次在3D中真正了解木星美丽而剧烈的大气层是如何工作的。” 朱诺号的微波辐射计（MWR）可以让科学家们窥见木星云顶之下的情况，并探测其众多涡旋风暴的结构。这些风暴中最著名的是被称为大红斑的标志性反气旋。这个比地球还宽的深红色漩涡，自从大约两个世纪前被发现以来就引起了科学家们的兴趣。新的结果表明，气旋的顶部温度较高，大气密度较低，而底部温度较低，密度较高。以相反方向旋转的反气旋，则恰恰相反——顶部温度较低，底部温度较高。研究结果还表明，这些风暴的高度远高于预期，一些风暴延伸到云顶以下60英里（100公里），而其他一些风暴，包括大红斑，延伸超过200英里（350公里）。这一令人惊讶的发现表明，漩涡覆盖的区域超出了水凝结和云形成的区域，低于阳光温暖大气的深度。大红斑的高度和大小意味着研究木星重力场的仪器可能可以探测到风暴中大气质量的浓度。朱诺号两次近距离飞越木星最著名的地点，为寻找风暴的重力特征提供了机会，并补充了MWR的深度结果。随着朱诺号以大约13万英里/小时（20.9万公里/小时）的速度在木星云层上低空飞行，朱诺号科学家利用NASA的深空网络追踪天线，在超过4亿英里（6.5亿公里）的距离上测量每秒0.01毫米的速度变化。这使研究团队能够将大红斑的深度限制在云顶以下约300英里（500公里）处。 “2019年7月飞越大红斑期间，朱诺号获取大红斑重力所需的精度令人震惊，”马齐亚·帕里西（Marzia Parisi）说，她是南加州NASA喷气推进实验室的朱诺科学家，也是《科学》杂志上关于大红斑引力飞越的一篇论文的主要作者。“能够补充MWR在深度上的发现给了我们极大的信心，未来在木星的重力实验将产生同样有趣的结果。” 云带和云区木星除了气旋和反气旋之外，还以其独特的环绕木星的白色和红色云带而闻名。强烈的东西向相反方向的风把这些云带分开。朱诺号之前发现，这些风，或称喷流，深度约为2000英里（大约3200公里）。研究人员仍在试图解开喷射流如何形成的谜团。朱诺的MWR在多次经过时收集的数据揭示了一个可能的线索：大气中的氨气与观测到的喷射流呈显著的直线运动。 “通过追踪氨，我们在北半球和南半球发现了与费雷尔环流圈性质相似的环流，费雷尔环流圈控制着地球上的大部分气候。”凯伦·杜尔说，他是以色列魏茨曼科学研究所的一名研究生，也是《科学杂志》上关于木星类费雷尔环流圈的论文的主要作者。“地球每个半球有一个费雷尔环流圈，而木星有8个，每个至少大30倍。” 朱诺号的MWR数据还显示，这些云带和云区在木星水云下方约 40 英里（65公里）处发生转变。在较浅的深度，木星的云带在微波光下比邻近区域更亮。但在更深的在水云之下，情况正好相反——这揭示了与我们的海洋的相似之处。 “我们将这一层称为‘Jovicline’，类似于地球海洋中称为温跃层的过渡层——海水从相对温暖到相对寒冷急剧转变。”利·弗莱彻（Leigh Fletcher）说，他是英国莱斯特大学的朱诺号参与科学家，《地球物理研究杂志：行星突出了朱诺号对木星温带和区域的微波观测》的论文的主要作者。极地气旋朱诺号之前在木星的两极发现了巨型气旋风暴的多边形排列——八个在北部以八角形排列，五个在南部以五角形排列。现在，五年后，任务科学家利用航天器的木星红外极光成像仪（JIRAM）的观测，确定这些大气现象具有极强的弹性保持在相同的位置。 “木星的气旋会影响彼此的运动，导致它们围绕一个平衡位置摇摆，”罗马国家天体物理研究所“朱诺”号的联合研究员亚历山德罗·穆拉（Alessandro Mura）说。他最近在《地球物理研究快报》上发表了一篇论文，主要研究木星极地气旋的振荡和稳定性。“这些缓慢摇摆的行为表明，它们有很深的根源。” JIRAM的数据还表明，就像地球上的飓风一样，这些气旋想要向极地移动，但是位于每个极地中心的气旋将它们推回。这种平衡解释了气旋的位置和在每个极点飓风的不同数量。有关任务的更多信息位于加州帕萨迪纳的加州理工学院的一个分部JPL负责管理朱诺任务。朱诺号是NASA新前沿计划的一部分，该计划由位于阿拉巴马州亨茨维尔的NASA马歇尔太空飞行中心为华盛顿的该机构科学任务局管理。丹佛的洛克希德-马丁航天公司建造并运营该航天器。 JPL是加州帕萨迪纳加州理工学院的一个部门，负责管理朱诺号任务。朱诺号是NASA新前沿计划的一部分，该计划由NASA位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心为位于华盛顿的科学任务理事会管理。位于丹佛的洛克希德马丁航天公司建造并运营着这艘航天器。在Facebook和Twitter上关注此次任务，并在网上获取更多关于朱诺号的信息: https://www.nasa.gov/juno 参考来源： https://www.nasa.gov/press-release/nasa-s-juno-science-results-offer-first-3d-view-of-jupiter-atmosphere