离接触小行星贝努又近了一步

离接触小行星贝努又近了一步

在成功完成“检查点”演习之后,美国宇航局的第一架小行星采样飞船距离着陆小行星贝努(Bennu)仅一步之遥。 昨天,NASA的OSIRIS-REx太空飞船进行了第一次样品采集程序的演练,在南丁格尔号上的高度约为246英尺(75米),然后对小行星进行了反向燃烧。OSIRIS-REx的主要样本采集地点南丁格尔陨石坑位于贝努北半球的一个陨石坑内。 为期四小时的检查点演练使航天器完成了采样序列的四个操作中的前两个:轨道偏离燃烧和检查点燃烧。 Checkpoint之所以如此命名,是因为在这个位置上,航天器在向第三次操作的位置调整轨道之前,会自动检查其位置和速度。 这幅艺术家的概念图展示了NASA的OSIRIS-REx太空飞船在检查点预演期间的轨迹和配置,这是该任务第一次实践从小行星贝努收集样本的初始步骤。 影像来源:NASA/Goddard/University of Arizona 在离开0.6英里(1公里)的安全轨道4小时后,飞船在距贝努表面约410英尺(125米)的高度进行了检查点机动。从那里,飞船继续下降,在接下来的9分钟里,它的轨迹朝着——但没有到达——采样事件的第三个机动点——“Matchpoint”燃烧点的位置。当到达大约246英尺(75米)的高度时,奥西里斯-雷克斯完成了背向燃烧以完成排练,这是该航天器距离贝努最近的一次。 在排练期间,航天器成功地部署了采样臂,即触即走样品采集装置(TAGSAM),确认了样本采集操作的位置。此外,某些航天器的仪器收集了科学和导航图像,并对样品位点进行了光谱学观察,这些将在采样期间发生。 首次演练为任务团队提供了通过轨道偏离和检查点操作中导航航天器的练习,并有机会验证航天飞机的成像、导航和测距系统在下降序列的第一部分是否按预期运行。检查点的演练还向团队确认,OSIRIS-REx的自然特征跟踪(NFT)引导系统可以准确地估计航天器相对于贝努下降到地面时的位置和速度。 作为COVID-19响应的一部分,任务团队在准备检查站排演的最后一个月中,最大限度地提高了远程工作的效率。彩排当天,有限的人员从洛克希德·马丁航天公司、美国宇航局的戈达德太空飞行中心和亚利桑那大学监测航天器的遥测,并采取了适当的安全预防措施,而其他人员则远程执行任务。 “这次演习使我们能够验证下降期间的飞行系统性能,特别是Checkpoint燃烧点的自动更新和执行,”位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心的OSIRIS-REx项目经理Rich Burns说。“在国家危机时期完成这一里程碑式的任务,证明了我们团队的专业性和专注力。这充分说明了他们‘敢想敢干’的态度,希望在这个充满挑战的时代能带来一点好消息。” 该航天器将在8月25日进行首次采样尝试,期间一直沿小行星的表面飞行。在采集事件中,OSIRIS-REx的采样装置将接触Bennu的表面约5秒钟,发射一个加压氮电荷来扰乱表面,并在飞船后退之前收集样本。该航天器计划于2023年9月24日将样品返回地球。 位于马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心为OSIRIS-REx提供全面的任务管理、系统工程以及安全和任务保障。位于图森市的亚利桑那大学的丹蒂·洛雷塔(Dante Lauretta)是首席研究员,亚利桑那大学还领导着科学团队和任务的科学观测规划和数据处理。位于丹佛的洛克希德·马丁太空公司建造了这艘宇宙飞船,并提供飞行操作。戈达德和金纳特航天公司负责OSIRIS-REx宇宙飞船的航行。OSIRIS-REx是NASA新边疆计划的第三个任务,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NASA科学任务理事会管理。

克洛霍和丽娜

克洛霍和丽娜

Appearing as strings of orange dots, the brightest sets of dots belong to asteroids Klotho and Lina. Both orbit out in the main asteroid belt between Mars and Jupiter, while smaller, more distant asteroids can also be seen passing through the image. These asteroids were imaged by NEOWISE, the asteroid-hunting portion of the Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) mission. NEOWISE harvests measurements of asteroids and comets from the WISE images and provides a rich archive for solar system objects. Image Credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA 最亮的点集显示为橙色的点串,属于小行星克洛霍(Klotho)和丽娜(Lina)。这两颗小行星都在火星和木星之间的小行星带轨道上运行,同时也可以看到更小、更远的小行星穿过这张图片。 这些小行星是由NEOWISE拍摄的,NEOWISE是广域红外探测探测器(WISE)任务的小行星搜寻部分。NEOWISE从WISE图像中获取小行星和彗星的测量数据,为太阳系天体提供了丰富的档案。 图片来源:NASA/JPL-Caltech/UCLA

回顾几十年之久的旅行者2号数据,科学家们发现了另一个秘密

回顾几十年之久的旅行者2号数据,科学家们发现了另一个秘密

美国国家航空航天局的旅行者2号宇宙飞船在进行了8年半的太阳系之旅后,已经准备好迎接另一次挑战。那是1986年1月24日,很快它就会遇到神秘的第七颗行星,冰冷的天王星。 旅行者2号在1986年1月14日接近天王星时拍摄了这张照片。该行星朦胧的蓝色是由于其大气中的甲烷吸收了红色波长的光。 来源:NASA/JPL-Caltech 在接下来的几个小时里,旅行者2号在距天王星云顶50,600英里(81,433公里)的范围内飞行,收集的数据显示出两个新光环、11个新卫星和零下353华氏度(零下214摄氏度)的温度。该数据集仍然是我们迄今为止对天王星进行的唯一近距离测量。 三十年后,科学家重新分析了这些数据,发现了另一个秘密。 整个宇宙物理学界都不知道,34年前旅行者2号飞越了一个等离子体,这是一个巨大的磁泡,可能把天王星的大气层带到了太空。这一发现发表在《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)上,这一发现提出了有关地球独一无二的磁环境的新问题。 一个诡异而不稳定的磁场 整个太阳系的行星大气都在逃逸到太空中。氢气从金星涌出,加入太阳风(太阳风是一种不断从太阳中逃逸的粒子流)。木星和土星喷射出带电的大气,甚至地球的大气层也在逃逸。(别担心,它还会再存在10亿年左右。) 从人类的时间尺度上来看,这样的影响微乎其微,但如果时间足够长,它可以从根本上改变一个星球的命运。以火星为例。 “火星曾经是一个潮湿的星球,有着厚厚的大气层。”美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的空间物理学家、火星大气与挥发性演化项目(MAVEN)科学家家吉娜·迪布拉克西奥(Gina DiBraccio)说,“随着时间的推移——在经过了漫长的40亿年的大气泄漏后——它演变成了我们今天看到的干燥的星球。” 行星磁场是大气逃逸的动力,磁场既可以帮助也可以阻止这一过程。物理学家们相信磁场可以保护行星,抵御太阳风吹散大气层。但它们也能创造逃逸的机会,当土星与木星的磁场线纠缠在一起时,两者之间的大气层就可能因此而发生大规模的大气逃逸。不管怎样,为了了解大气如何变化,科学家们密切关注磁性。 这是天王星如此神秘的另一个原因。旅行者2号1986年的飞掠揭示了这颗行星的磁场有多么奇怪。 “它的结构,它移动的方式……”迪布拉齐奥说,“天王星确实是独立存在的。” 与我们太阳系中的任何其他行星不同,天王星几乎完全是在它的一侧旋转——就像烤架上的猪一样——每17个小时完成一次旋转。它的磁场轴与自转轴之间的夹角为60度,所以当天王星自转时,它的磁层——由磁场分割的空间——像投掷不良的足球一样摇摆。科学家们仍然不知道如何建模。 显示天王星磁场的GIF动画。黄色箭头指向太阳,浅蓝色箭头指示天王星的磁轴,深蓝色箭头指示天王星的旋转轴。 来源:NASA/Scientific Visualization Studio/Tom Bridgman 这种奇怪的现象吸引了迪布拉西奥和她的合著者——同为戈达德太空物理学家的丹·格什曼(Dan Gershman)加入到这个项目中来。两人都是一个团队的成员,他们正在制定前往“冰巨星”天王星和海王星的新任务计划,并在寻找需要解决的谜团。30多年前最后一次测量到的天王星的奇怪磁场,似乎是个不错的起点。 因此,他们下载了旅行者2号的磁强计读数,该读数监测了飞船飞行时天王星附近磁场的强度和方向。他们不知道会发现什么,因此比以前的研究放大了更多,每1.92秒绘制一个新的数据点。平滑的线条被锯齿状的尖峰和低谷所取代。那就是他们看到的时候:一个有迷离故事的小锯齿。 你认为那可能是……一个等离子体吗?”格什曼瞥了眼扭曲交缠的线与点,就问迪勃拉西奥。 旅行者2号1986年飞掠天王星的磁强计数据。红线显示的是平均8分钟内的数据,这是旅行者2号之前几项研究使用的时间节奏。在黑线中,同样的数据以1.92秒的时间分辨率绘制出来,显示了等离子体的锯齿状特征。 来源:NASA/Dan Gershman 在旅行者2号飞越天王星时,人们对等离子体知之甚少,但自那以后,等离子体被认为是行星失去质量的重要途径。这些巨大的等离子气泡,或带电的气体,从行星的磁尾部被夹断,磁尾就是行星磁层中被太阳推回的部分,它们就像是无垠宇宙中的风向袋,标示着对垒双方的力量强弱。如果有足够的时间,逃逸的类等离子体可以将离子从行星的大气中吸走,从而从根本上改变其组成。他们曾在地球和其他行星上被观测到,但还没有人在天王星上发现过等离子体。 迪布拉克西奥通过她的处理程序运行了数据,结果显而易见。她说:“我认为它是明确的—气泡逃逸了。” 等离子体逃逸 在旅行者2号45小时的天王星飞行中,迪布拉克西奥和格什曼发现的等离子体只占了60秒。在磁强计的数据中,它表现为一个快速的上下波动。格什曼说:“但是,如果以3D绘制它,则它看起来就像一个圆柱体。” 他们将研究结果与在木星、土星和水星上观察到的等离子体做了比较,估计其圆柱形的长度至少为12.7万英里(20.4万公里),直径约为25万英里(40万公里)。作者相信,像所有行星等离子体一样,它充满了带电粒子-主要是离子化的氢。 当旅行者2飞越它时,等离子体的内部读数暗示了它的起源。尽管一些等离子体均具有扭曲的内部磁场,但迪布拉克西奥和格什曼的却是平滑的闭合的磁环。这样的环状等离子体是由一颗旋转的行星将其部分大气层抛向太空而形成的。格什曼说:“离心力开始起作用,等离子体开始收缩。”根据他们的估计,在天王星的大气质量损失中,这样的等离子体可能占15%到55%,比木星和土星都要大。这可能是天王星向太空释放大气的主要方式。 随着时间的推移,等离子体逃逸是如何改变天王星的?只有一组观测结果,很难说。 “想象一下,如果有一艘宇宙飞船飞过这个房间,试图描绘整个地球的特征。”迪布拉齐奥说,“显然,它不会向你展示任何有关撒哈拉或南极洲的情况。” 但这些发现有助于聚焦有关天王星的新问题。剩下的谜是吸引人的部分原因。“这就是我热爱行星科学的原因,”迪布拉齐奥说,“你总是去你不知道的地方。” 参考: [1]https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/revisiting-decades-old-voyager-2-data-scientists-find-one-more-secret [2]https://www.nasa.gov/feature/nasa-completes-study-of-future-ice-giant-mission-concepts [3]https://voyager.jpl.nasa.gov/galleries/images-voyager-took/uranus/ [4]https://www.nasa.gov/feature/jpl/voyager-mission-celebrates-30-years-since-uranus

NASA的好奇号火星探测器拍摄了迄今为止分辨率最高的全景图

NASA的好奇号火星探测器拍摄了迄今为止分辨率最高的全景图

NASA的好奇号探测器在2019年11月24日至12月1日之间拍摄到了火星表面的最高分辨率全景照片。 来源:NASA/JPL-Caltech/MSSS 完整图片及说明 NASA的好奇号火星探测器拍摄到迄今为止火星表面的最高分辨率全景照片。这张由2019年感恩节假期拍摄的1000多张图片组成,在随后的几个月里经过精心的组合,合成出了18亿像素的火星景观。探测器的桅杆照相机(或称为Mastcam)使用远摄镜头来拍摄全景;与此同时,它还通过它的中角镜头拍摄了一个低分辨率,近6.5亿像素的全景图,包括探测器的甲板和机械臂。 除了一幅近18亿像素的全景图没有展示月球车外,NASA的好奇号还拍摄了一幅含探测器本身的6.5亿像素的全景图。 来源:NASA/JPL-Caltech/MSSS 完整图片及说明 两幅全景画都展示了“格伦托里登”(Glen Torridon),它位于“好奇号”正在探索的夏普山(Mount Sharp)一侧。这些照片拍摄于11月24日至12月1日之间,当时任务团队正在感恩节期间外出。在等待团队返回并提供下一个指令的过程中,探测器静静地坐着,几乎没有什么任务要做,它有一个难得的机会,连续几天从同一个有利位置拍摄周围的环境。(仔细看:观看者可以使用特殊工具放大此全景图。) 在这四天里,“好奇号”花了超过6个半小时才拍下了这些照片。Mastcam的操作员编写了复杂的任务列表,其中包括对准探测车的桅杆,并确保图像清晰。为了保证光照的一致性,他们将成像时间限制在当地火星时间的中午至下午2点之间。 NASA好奇号项目的科学家阿什温·瓦萨瓦达带领大家参观好奇号在火星表面的景观。 来源:NASA/JPL-Caltech/MSSS “当我们团队中的许多人在家里享用火鸡大餐时,好奇号却为我们带来了一场视觉盛宴。”负责好奇号漫游车任务的NASA喷气推进实验室的好奇号项目科学家阿什温·瓦萨瓦达说,“这是我们在执行任务期间第一次将操作专注于立体360度全景。” 2013年,好奇号用两款Mastcam相机拍摄了13亿像素的全景照片;它的黑白导航摄像机(Navcams)提供了探测器本身的图像。图像专家通过创建由单个图片组成的马赛克,并融合它们的边缘来创建无缝的外观,从而精心制作火星全景图。 位于圣地亚哥的马林空间科学系统公司负责建造和操作好奇号的桅杆摄像机。喷气推进实验室是加州理工学院在帕萨迪纳的一个分部,负责管理NASA在华盛顿的科学任务局的项目,并制造了导航摄像机和探测器。 NASA好奇号火星探测器18亿像素的全景图(360视角) 参考: https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasas-curiosity-mars-rover-snaps-its-highest-resolution-panorama-yet

NASA批准宇宙研究、行星发现任务的发展

NASA批准宇宙研究、行星发现任务的发展

该图显示了对M31(也称为仙女座星系)的WFIRST观测的模拟。 哈勃望远镜用了650多个小时对蓝色轮廓区域进行成像。 使用WFIRST,覆盖整个星系仅需三个小时。 来源:DSS, R. Gendle, NASA, GSFC, ASU, STScI, B. F. Williams NASA的广域红外巡天望远镜(WFIRST)项目已经通过了一个重要的规划和技术里程碑,为该任务正式开启了硬件开发和测试的大门。 WFIRST太空望远镜的观测面积将比NASA的哈勃太空望远镜大100倍,它将能够探测来自宇宙的微弱红外信号,同时生成巨大的宇宙全景图,揭示暗能量的秘密,发现太阳系外的行星(系外行星),并解决一系列其他天体物理学和行星科学问题。 WFIRST的设计已经处于高级阶段,使用具有成熟技术的组件。其中包括传统硬件——主要是从另一个联邦机构转移到NASA的哈勃品质望远镜资源-以及从NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜(该机构的旗舰红外天文台,计划于明年发射)中吸取的教训。 随着这一最新关键里程碑的通过,该团队将开始通过建造工程测试单元和模型来完成WFIRST任务设计,以确保设计在发射和太空中的极端条件下都能保持正常。 WFIRST预计开发成本为32亿美元。包括5年的运营和科学研究的成本,以及能够对其他恒星周围的行星进行成像的技术演示仪器,WFIRST的最高成本达到了39.34亿美元。 2020财年《综合拨款法案》为WFIRST计划提供了资金支持,直到2020年9月。2021财年预算要求提议终止WFIRST任务的资金,并将重点放在詹姆斯·韦伯太空望远镜的完成上,该望远镜计划于2021年3月发射。在韦伯望远镜成功发射和部署之前,政府还没有准备好进行另一个价值数十亿美元的望远镜项目。 WFIRST由戈达德进行管理,由加州帕萨迪纳的喷气推进实验室(JPL)、巴尔的摩的太空望远镜科学研究所、帕萨迪纳的红外处理与分析中心以及一个由美国各地研究机构成员组成的科学团队参与。 有关NASA WFIRST任务的更多信息,请访问: https://www.nasa.gov/wfirst 来源: https://www.nasa.gov/feature/nasa-approves-development-of-universe-studying-planet-finding-mission

太阳动力学观测台10周年

太阳动力学观测台10周年

2020年2月,美国国家航空航天局(NASA)的太阳动力学观测台(Solar Dynamics Observatory,SDO)迎来了在太空的第10年。在过去十年间,这艘航天器一直在对太阳进行观测,研究如太阳活动是如何产生以及太阳是如何驱动空间天气的。空间天气是一个动态的系统,会影响整个太阳系,包括地球。 自2010年2月11日发射升空以来,SDO已经收集了数百万张太阳的科学图像,使科学家们对其运转有了新的见解。SDO对太阳的测量 – 从太阳内部结构到大气、磁场以及能量输出 – 都非常有助于增进我们对它的了解。SDO的图像也变得具有标志性 – 如果你曾经看到过太阳活动的特写,则很可能就是SDO所拍摄的图像。 SDO在太空中的漫长职业生涯使它得以见证了几乎一整个太阳周期 – 为期11年的太阳活动周期。以下是SDO多年来取得的一些突出成就: 1)太阳耀斑 SDO已经观测到无数惊人的耀斑 – 太阳表面等离子体的剧烈爆发 – 其中许多已经成为太阳剧烈活动的标志性图像。最初的一年半中,SDO观测到近200次太阳耀斑,使科学家们发现了“后期耀斑”(late phase flare)模式。他们发现其中约15%在最初的耀斑发生几分钟到几小时后产生“后期耀斑”。通过这项研究,科学家们对太阳爆发时产生了多少能量有了更好的了解。 2)太阳龙卷风 2012年2月,SDO拍摄到了太阳表面奇怪的等离子体龙卷风的图像。后来的观测发现,这些等离子体龙卷风的旋涡状结构由太阳表面的磁场形成,能够以高达每小时18.6万英里的时速在太阳表面上肆虐。相比之下,地球龙卷风的时速通常只能达到最高每小时300英里。 [rml_read_more] 这段视频是由NASA的SDO航天器拍摄的图像拼接而成,显示了30个小时期间的潜在等离子体龙卷风。 版权:: NASA戈达德太空飞行中心 3)大尺度日冕波(又称EIT波) 太阳表面汹涌的等离子体海洋能够产生巨大的波浪,以高达每小时300万英里的速度在太阳表面移动。太阳和太阳风层探测器(Solar and Heliospheric Observatory,SOHO)首次发现了这些波,并以SOHO搭载的极紫外成像望远镜(Extreme-ultraviolet Imaging Telescope,EIT)将其命名为EIT波。2010年,SDO对EIT波进行了高分辨率成像。这些观测首次显示了EIT波是如何在太阳表面上移动的。科学家们推测这些波是由日冕物质抛射引起的,日冕物质抛射将太阳表面的等离子云抛射出太阳并进入太阳系。 4)彗星 这些年来,SDO观测到两颗掠日彗星。2011年12月,科学家们目睹了洛夫乔伊彗星(Comet Lovejoy)在距离太阳表面51.6万英里的高空成功地经受住了高温炙烤。而2013年的伊森彗星(Comet ISON)则没能幸免。通过诸如此类的观测,SDO为科学家们提供了有关太阳与彗星相互作用的新信息。 如上所示,洛夫乔伊彗星经过一个小时飞行,达到与太阳最近的距离后,从太阳的右侧飞走。通过追踪彗星如何与太阳的大气、日冕相互作用,以及来自彗尾的物质如何沿着太阳的磁场线移动,科学家们希望能对日冕有更多的了解。该视频由SDO在波长171埃的极紫外波段拍摄,通常以黄色显示。 版权:NASA / SDO 5)全球环流 由于没有固体表面,整个太阳由于试图逃逸的强烈热量和太阳的旋转而不断流动。在太阳中纬度地区,存在一种被称为“Meridonial circulation”的大规模环流模式。SDO的观测结果显示,这些环流比科学家们最初认为的要复杂得多,而且与太阳黑子的产生有关。这些环流模式或许还可以解释为什么有时候太阳黑子在太阳的一个半球比另一个半球聚集得更多。 6)预测未来 日冕物质抛射(coronal mass ejections,CMEs)和太阳风(solar wind)疾驶通过太阳系。当它们与地球的磁场相互作用时,会驱动空间天气,这可能会对航天器和宇航员造成危险。利用来自SDO的数据,NASA的科学家们对CME在穿越太阳系时的路径进行了建模,以预测它对地球的潜在影响。太阳观测的长基线也帮助科学家形成了更多的机器学习模型(machine-learning models),旨在预测太阳何时可能发生CME事件。 7)日冕暗化 太阳稀薄超高温的外层大气(日冕)有时会变暗。研究日冕暗化(coronal dimming)现象的科学家发现,日冕暗化与CMEs有关。CMEs是导致严重空间天气事件的主要原因,这些极端天气事件会破坏卫星并对宇航员造成伤害。通过对SDO观测到的大量事件进行统计分析,科学家们得以计算出对地日冕物质抛射(Earth-directed CMEs)的质量和速度,这是CMEs中最危险的类型。通过将日冕暗化与CMEs的规模联系起来,科学家们希望能够研究其他恒星周围的空间天气效应,因为这些恒星距离地球太远,无法直接测量它们的CMEs。 8)太阳周期的起始 经过10年的观测,SDO现在已经观测到将近完整的一个为期11年的太阳周期。SDO的观测始于第24个太阳活动周期的初期,它观测到太阳活动逐渐增强达到太阳活动极大期(solar maximum),然后逐渐减弱进入目前所处的太阳活动极小期(solar minimum)。这些多年观测帮助科学家们了解一个太阳周期结束和下一个太阳周开始的信号。 9)极区冕洞 有时,太阳的表面会出现大片暗黑区域,被称为冕洞(coronal holes),冕洞在极紫外SDO图像显得较暗。冕洞的出现与太阳磁场有关,遵循太阳周期,在太阳活动极大期增加。在太阳的顶部和底部形成的冕洞,被称为极区冕洞(polar coronal holes)。SDO科学家们能够利用极区冕洞的消失来确定太阳磁极何时反转 – 这是太阳何时达到太阳活动极大期的关键标志。 这幅图由NASA的SDO于2015年3月16日拍摄,其中显示了两片暗色区域,即冕洞。位于下方的极区冕洞是几十年来观测到的最大的冕洞之一。 版权:NASA / SDO 10)新型磁爆炸 2019年12月,SDO的观测令科学家们发现了一种全新类型的磁爆(magnetic explosion),称作自发磁重联(spontaneous magnetic reconnection,与之前所观测到的更为普遍的磁重联形式相对),帮助证实了一个已有几十年历史的理论。同时,或许还能帮助科学家们理解为什么太阳大气如此炎热,更好地预测空间天气,并引领受控核聚变和实验室等离子体实验领域的突破。 NASA的SDO所拍摄的图中首次显示了由太阳日珥引起的强制磁重连(Forced magnetic reconnection)现象。这幅图显示的是于2012年5月3日所拍摄的太阳,其中的插图显示了由SDO的大气成像仪(Atmospheric Imaging Assembly)拍摄到的磁重连现象的特写,其中标志性的X形特征清晰可见。 版权:NASA / SDO /Abhishek Srivastava/ 印度理工学院瓦拉纳西分校(IIT,BHU) SDO上搭载的所有仪器仍处于良好状态,在未来10年仍有可能可以继续发挥作用。 NASA的SDO每12秒捕获10种不同波长的太阳图像,这提供了前所未有的清晰图像,了解太阳上的大爆炸是如何演化和爆发的。图像也很迷人,使人可以透过太阳的大气层,即日冕,观看持续不断的太阳物质“芭蕾舞”。今年是SDO发射十周年,也是其观测太阳第十年的开始。 版权:NASA戈达德太空飞行中心 SDO将在其第10年迎来ESA和NASA联合进行的新任务 – 太阳轨道飞行器(Solar Orbiter)任务。通过倾斜轨道,太阳轨道飞行器将可以瞥见SDO观测有限的极地地区。太阳轨道飞行器还搭载了辅助性设备,以使两项任务能够共同创建太阳的可见表面以下的内部结构的3D图像,使科学家对未来几年的太阳活动有更深入的了解。 来源:https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/ten-things-we-ve-learned-about-the-sun-from-nasa-s-sdo-this-decade

美国宇航局选择四个可能的任务来研究太阳系的秘密

美国宇航局选择四个可能的任务来研究太阳系的秘密

太阳系的艺术概念画 来源:NASA NASA选定了已选择四次探索计划调查,以开展新任务的概念研究。虽然它们还不是官方的任务,有些最终可能会夭折,但是这些任务是对NASA目前进行中的任务的补充。最终的选择将在明年做出。 NASA的发现计划邀请科学家和工程师组成一个团队,设计激动人心的行星科学任务,从而加深我们对太阳系及其所处位置的了解。这些任务将为重点行星科学调查提供频繁的飞行机会。该项目的目标是解决行星科学中的紧迫问题,并增进我们对太阳系的了解。 “这些选定的任务有可能改变我们对某些太阳系最活跃和复杂的世界的理解。” 美国宇航局科学任务部副主任托马斯·祖布兴说。“探索这些天体中的任何一个,都将有助于揭开它以及其他类似物体在宇宙中形成的奥秘。” 这四项为期九个月的研究将分别获得300万美元,发展和完善概念,并将以一份概念研究报告结束。在评估了概念研究后,美国宇航局将继续发展至多两个飞行任务。 这些提案是根据其潜在的科学价值和经过竞争性同行评审过程制定的发展计划的可行性而选择的。 选定的提案如下: DAVINCI+(金星大气深处稀有气体、化学和成像研究+) DAVINCI +将分析金星的大气,以了解其形成、演变和确定金星是否曾经有过海洋。DAVINCI+穿过金星上恶劣的大气,精确地测量到金星表面的成分。这些仪器被封装在一个特制的下降球中,以保护它们不受金星强烈环境的影响。DAVINCI+中的“+”指的是任务的成像组件,包括下降球上的摄像头和用于绘制表面岩石类型的轨道飞行器。 由美国领导的最后一次对金星的实地考察是在1978年。DAVINCI+的结果有可能重塑我们对太阳系内外类地行星形成的理解。首席研究员是位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的詹姆斯·加文。戈达德将提供项目管理。 艾欧火山观测站(IVO) IVO将探索木星的卫星艾欧,以了解潮汐力如何塑造行星的形状。木卫一受到木星引力的持续挤压而变热,是太阳系中最活跃的火山体。人们对木卫一的具体特征知之甚少,比如其内部是否存在岩浆海洋。利用近距离的飞越,IVO将评估木卫一上的岩浆是如何形成和喷发的。这次任务的结果可能会彻底改变我们对太阳系中岩石类、类地天体、冰冻海洋世界以及宇宙中太阳系外行星形成和演化的认识。图森市亚利桑那大学的阿尔弗雷德·麦克尤恩(Alfred McEwen)是首席研究员。位于马里兰州劳雷尔的约翰霍普金斯大学应用物理实验室将提供项目管理。 三叉戟 “三叉戟”将探索海卫一(Triton),这是海王星上一颗独特而活跃的冰态卫星,以了解距离太阳极远的宜居星球的形成途径。NASA的旅行者2号任务表明,海卫一拥有活跃的表面再生——产生太阳系第二年轻的表面——并有可能喷出羽流和大气层。再加上可产生有机降雪的电离层以及形成内部海洋的潜力,海卫一是一个令人兴奋的探索目标,以了解在我们的太阳系和其他星球上,宜居世界是如何发展的。通过一次飞越,三叉戟将绘制海卫一的地图,描述活动过程,并确定预测的地下海洋是否存在。休斯顿月球与行星研究所/大学空间研究协会的伊瑟·普罗克特是首席研究员。位于加州帕萨迪纳的美国宇航局喷气推进实验室(JPL)将提供项目管理。 VERITAS(金星辐射率,无线电科学,InSAR,地形学和光谱学) VERITAS将绘制金星表面的地图,以确定该行星的地质历史,并了解为什么金星的发展与地球如此不同。VERITAS利用合成孔径雷达在金星轨道上运行,绘制几乎整个行星的表面高度图,以创建三维地形图重建,并确认诸如板块构造和火山活动等过程在金星上是否仍然活跃。VERITAS还将绘制金星表面的红外辐射图,以绘制金星的地质图,这在很大程度上是未知的。位于加州帕萨迪纳的美国国家航空航天局喷气推进实验室(JPL)的苏珊娜·斯姆雷卡尔是首席研究员。JPL将提供项目管理。 这些概念是从2019年NASA NNH19ZDA010O号探索计划下提交的提案中选出的。选定的调查将由位于阿拉巴马州亨茨维尔的NASA马歇尔太空飞行中心的行星任务计划办公室管理,这是“发现计划”的一部分。 “发现计划”在NASA机构的工作重点和美国国家科学院的十年调查过程的指导下,在NASA科学任务部行星科学部进行了太空科学调查。 NASA的发现计划成立于1992年,已经支持了20多个任务和仪器的开发和实施。这些选择是第九届探索计划竞赛的一部分。 有关NASA行星科学的更多信息,请访问: https://www.nasa.gov/solarsystem 来源: https://www.nasa.gov/press-release/nasa-selects-four-possible-missions-to-study-the-secrets-of-the-solar-system

欧洲航空局和NASA的太阳轨道飞行器将发射升空飞向太阳

欧洲航空局和NASA的太阳轨道飞行器将发射升空飞向太阳

从2月7日在NASA肯尼迪航天中心发射前的科学简报中下载相关材料。 这将是一个漆黑的冬天的夜晚,太阳轨道飞行器从佛罗里达发射升空,前往地球上所有光的来源,即太阳。 这次任务由欧洲航天局和NASA合作,计划于2020年2月9日开始,在美国东部时间晚上11点03分开启的两个小时的发射窗口期间,两吨重的宇宙飞船将由联合发射联盟的阿特拉斯五号火箭从卡纳维拉尔角发射。 为了观察太阳的南北两极,太阳轨道飞行器将会离开黄道平面——与太阳赤道大致平行的空间带,行星就是通过黄道平面运行的。飞船掠过地球,反复绕着金星飞行,将会靠近太阳,并向黄道上方爬升,直到能鸟瞰两极。 在那里,太阳轨道飞行器将试图回答关于太阳的基本问题,太阳的每一次打嗝和微风都会影响太阳系。是什么驱动了太阳风,也就是从太阳不断吹来的带电粒子的阵风?或者,是什么在太阳内部深处的搅动产生了它的磁场?太阳的磁场是如何形成日光层,即由我们的恒星控制的广阔空间? “这些问题并不新鲜,”位于马德里的欧洲空间天文学中心的欧洲航天局副项目科学家亚尼斯·佐加内利斯说。“我们仍然不了解我们太阳的基本情况。” 太阳轨道飞行器任务概述 来源: NASA’s Goddard Space Flight Center/Joy Ng 在解决这些谜题的过程中,科学家们试图更好地了解太阳是如何影响太空天气的,太空条件可能会影响宇航员、卫星以及无线电和GPS等日常技术。 在接下来的七年中,太阳轨道飞行器将向太阳移动约2600万英里,大约是地球到恒星距离的三分之二。它将在黄道上方爬升24度,以便看到两极和太阳的远端。 太阳轨道器高度倾斜轨道的一部分的动画。 来源:ESA/ATG medialab “我们不知道会看到什么,”位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的美国宇航局副项目科学家特雷莎·尼维斯·钦奇利亚说。 “在未来几年,我们对太阳的看法将发生很大变化。” 使它的灼热之旅成为可能的是一个隔热板,上面有一层黑色的磷酸钙涂层,这是一种类似木炭的粉末,类似于数万年前用于洞穴壁画的颜料。除了一架望远镜外,其他所有的望远镜都通过隔热板上的小孔进行观测。在最接近的时候,防护罩的正面将接近1000华氏度,而隐藏在护罩后面的仪器将保持在在零下4华氏度到零下122华氏度之间的舒适范围内。 因为地球绕着黄道平面旋转,所以我们无法从远处清楚地看到两极。这有点像试图从山脚瞥见珠穆朗玛峰的顶峰。至关重要的是,在科学家用来预测太阳活动的太空天气模型中,两极仍然缺失。 就像地球的南北两极一样,太阳的两极是与太阳其他部分截然不同的极端地区。它们被日冕洞覆盖,更冷的区域是快速太阳风的发源地。在那里,科学家们希望找到太阳活动下的打结磁场的足迹。许多人认为,随着太阳活动季节从高峰转向低谷,两极掌握着下一个太阳活动周期(大约每11年一次)强度的第一手线索。 太阳轨道飞行器有10个强大的仪器阵列,就像轨道上的实验室,专门研究太阳及其爆发的细节。 荷兰欧洲空间研究与技术中心的ESA项目科学家丹尼尔·穆勒说:“太阳轨道飞行器的独特之处在于它结合了高分辨率的成像和现场仪器,获得了我们还没有看到的视角。” 穆勒说,理想情况下,太阳轨道飞行器将拍摄太阳表面的太阳风气泡,并研究从太阳吹过航天器时那阵风的特性。科学家们将首次能够精确地绘制出太阳辐射的来源。 欧洲航天局有效载荷管理人员安妮·帕克罗斯说,这些仪器也被设计成协同工作,增强了它们的观测能力。当像X射线的太阳耀斑一样短暂的东西在表面闪耀时,航天器的X射线仪器就会看到,并提醒其他人注意。 “它们会进入爆发模式,在这种模式下,它们可以更快地获取更多数据,实时响应太阳活动,”帕克罗斯说。“这将为我们提供更多的科学依据。” 太阳轨道飞行器的目的地在很大程度上是未知的,是一个很少被探索的日光层区域。它独特的有利位置是全面了解太阳活动和周期的关键。“太阳轨道飞行器”定期提供太阳远侧的图像,以及第一批太阳两极的图像,它加入了NASA太阳物理学任务小组,以了解太阳如何影响地球和所有行星的空间。 “我们所有这些惊人的任务都位于我们想要研究的地方,”位于华盛顿的NASA总部太阳物理学部门主任尼古拉·福克斯说。“它们的存在使我们能够进行大系统科学研究,比仅仅一个任务所能完成的科学研究更多。” 特别是,太阳轨道飞行器将与NASA的帕克太阳探测器紧密合作。这两个是天生的队友。他们将共同为我们提供这颗恒星前所未见的全球视野。 这两个飞行器使新的多点测量成为可能;这些对于追踪来自太阳的气流如何发展和变化是有用的。当帕克太阳探测器近距离采样热的太阳能气体时,太阳轨道飞行器可以告诉我们更多关于帕克飞过的空间的信息。或者,它们可能同时在日冕(太阳大气)中成像相同的结构,分享来自两极和赤道的视角。两个飞行器将在不同的地点进行协调观察。 “帕克太阳探测器和太阳轨道飞行器一起进入轨道,是一个巨大的里程碑,”尼维斯-钦奇利亚说。“这是太阳物理学家数十年来一直在等待的事情。在未来十年,两者必将共同改变这一领域。” 发射后,操作小组将进行三个月的试运行,以确保仪器正常运行。一旦这个检验期结束,现场仪器就会启动;直到2021年11月太阳轨道飞行器第一次接近太阳之前,遥感仪器将一直处于巡航模式。 太阳轨道飞行器是欧洲航天局和美国宇航局之间的国际合作任务。欧洲航天局在荷兰的欧洲空间研究和技术中心(ESTEC)负责发展工作。位于德国的欧洲空间操作中心(ESOC)将在发射后运行太阳能轨道飞行器。太阳能轨道飞行器由空客防务与航天公司建造,包含10个仪器:其中9个由欧空局成员国和欧空局提供。 了NASA提供了一个仪器——SoloHI和一个额外的传感器——重离子传感器,它是太阳风分析仪(SWA)仪器套件的一部分。 参考: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/esa-nasa-solar-orbiter-launch-voyage-to-sun-heat-shield

新任务将首次观测太阳的两极

新任务将首次观测太阳的两极

一艘新的宇宙飞船正在飞往太阳,拍摄太阳南北两极的首批照片。 由欧洲航天局与NASA合作的太阳轨道飞行器(Solar Orbiter)将于美国东部时间2020年2月7日下午11:15从卡纳维拉尔角发射升空。该航天器将利用金星和地球的引力使自己脱离黄道平面——这一区域大致与太阳的赤道平行,所有行星都围绕该区域运行。 “在太阳轨道飞行器之前,所有的太阳成像仪器都在黄道平面内或非常接近黄道平面,”华盛顿特区海军研究实验室的空间科学家罗素·霍华德说,他是太阳轨道飞行器十种仪器之一的首席研究员。“现在,我们可以从上面俯瞰太阳了。” 太阳轨道飞行器高度倾斜轨道的一部分的动画。 来源: ESA/ATG medialab [rml_read_more] “这将是一个未知的世界。”荷兰欧洲空间研究与技术中心(European Space Research and Technology Centre)负责此次任务的欧洲航天局(ESA)项目科学家丹尼尔·穆勒说。“这是真正的探索科学。” 太阳在塑造我们周围的空间中起着核心作用。它巨大的磁场延伸到冥王星之外很远的地方,为被称为太阳风的带电太阳粒子铺设了一条高速公路。当爆发的太阳风袭击地球时,它们会引发太空风暴,干扰我们的GPS和通信卫星——在最坏的情况下,它们甚至会威胁到宇航员。 模拟太阳风暴爆发撞击地球磁场。 来源:NASA’s Goddard Space Flight Center/Scientific Visualization Studio/Community-Coordinated Modeling Center 为了应对即将到来的太阳风暴,科学家们监测太阳磁场。他们的技术以平视视角工作得最好;视角越陡,数据越嘈杂。我们从黄道平面上瞥见太阳两极,这在数据上留下了很大的空白。 “两极对于我们进行精确建模尤为重要。”NASA戈达德太空飞行中心的项目科学家霍利·吉尔伯特说。“为了预测太空天气事件,我们需要一个相当精确的太阳全局磁场模型。” 太阳的两极可能也解释了已有数百年历史的观测结果。1843年,德国天文学家塞缪尔·海因里希·施瓦贝发现,太阳黑子的数量——太阳表面标记着强磁场的黑色斑点——以一种重复的模式盈亏。今天,我们知道它是一个大约11年的太阳周期,在这个周期中,太阳在太阳活动高峰期(太阳黑子激增,太阳活动活跃,活动剧烈)和太阳活动最低值(太阳黑子活动减少且较为平静时)之间转换。吉尔伯特说:“但是我们不明白为什么是11年,或者为什么有些太阳最大值比其他最大值更大。”观测两极磁场的变化可以提供答案。 此前唯一飞越太阳两极的航天器也是欧洲航天局和美国宇航局的联合项目。尤利西斯号宇宙飞船于1990年发射,在2009年退役前环绕我们的恒星飞行了三圈。但是尤利西斯号从未比地球距离太阳更近,它只携带了被称为“原位仪器”的东西——像触觉一样,它们可以立即测量宇宙飞船周围的太空环境。另一方面,太阳轨道飞行器将携带4个原位仪器和6个遥感成像仪从水星轨道内经过。负责此次任务的NASA副项目科学家特蕾莎·尼维斯-钦奇利亚说:“我们将能够绘制出我们用原位仪器‘接触’的东西和我们用遥感‘看到’的东西的地图。” ESA/NASA太阳轨道飞行器任务概述。 资料来源:NASA’s Goddard Space Flight Center/Joy Ng 在飞行任务的七年寿命中,太阳轨道飞行器将达到太阳赤道上方24度的倾角,并通过延长三年的飞行任务使其增加到33度。在最接近太阳的时候,飞船将在离太阳2600万英里的范围内通过。 为了抵御高温,太阳轨道飞行器有一个定制设计的带有磷酸钙涂层的钛隔热板,它可以承受超过900华氏度的温度——是地球轨道上航天器所面临的太阳能加热的13倍。五种遥感仪器通过隔热罩中的窥视孔观测太阳;剩下的一个在隔热罩侧面观测太阳风。 继2018年8月发射帕克太阳探测器之后,太阳轨道飞行器将是美国宇航局近年来对太阳系内部的第二个主要任务。帕克已经完成了四次近距离的太阳通行,将以最接近的方式在距离太阳四百万英里的范围内飞行。 这两个航天器将协同工作:当帕克近距离采样太阳粒子时,太阳轨道飞行器将从更远的地方捕获图像,将观测结果进行关联。这两个航天器有时也会对齐以在不同时间测量相同的持长线或太阳风流。 尼维斯-钦奇利亚说:“我们从帕克那里学到了很多东西,把太阳能轨道飞行器加入其中只会带来更多的知识。” 太阳轨道飞行器是欧洲航天局和美国宇航局之间的国际合作任务。欧洲航天局在荷兰的欧洲空间研究和技术中心(ESTEC)负责发展工作。位于德国的欧洲空间操作中心(ESOC)将在发射后运行太阳能轨道飞行器。太阳能轨道飞行器由空客防务与航天公司建造,包含10个仪器:其中9个由欧空局成员国和欧空局提供。NASA提供了一个仪器套件SoloHI,并为其他三个仪器提供了探测器和硬件。 参考: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/new-mission-will-take-first-peek-at-sun-s-poles

NASA的朱诺号宇宙飞船与木星进行了近距离接触

NASA的朱诺号宇宙飞船与木星进行了近距离接触

A multitude of swirling clouds in Jupiter’s dynamic North North Temperate Belt is captured in this image from NASA’s Juno spacecraft. Appearing in the scene are several bright-white “pop-up” clouds as well as an anticyclonic storm, known as a white oval. This color-enhanced image was taken at 4:58 p.m. EDT on Oct. 29, 2018, as the spacecraft performed its 16th close flyby of Jupiter. At the time, Juno was about 4,400 miles from the planet’s cloud tops, at a latitude of approximately 40 degrees north. Citizen scientists Gerald Eichstädt and Seán Doran created this image using data from the spacecraft’s JunoCam imager. Image Credit: Enhanced image by Gerald Eichstädt and Sean Doran (CC BY-NC-SA) based on images provided courtesy of NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS 这张由NASA朱诺号宇宙飞船拍摄的照片显示,在木星活跃的北北温带有大量的旋涡云。画面中出现了几朵明亮的白色“弹出”云,以及一场被称为白色椭圆形的反气旋风暴。 这张彩色增强图片拍摄于美国东部时间10月29日下午4点58分,当时飞船正在对木星进行第16次近距离飞越。当时,朱诺号距离木星云层顶约4400英里,所在纬度约为北纬40度。 公民科学家GeraldEichstädt和SeánDoran使用飞船JunoCam成像仪的数据创建了这张图像。 影像来源:由Gerald…