DART使用木星和木卫二测试自主导航系统

DART使用木星和木卫二测试自主导航系统

在拍摄了地球夜空中最明亮的行星之一的图像后,双小行星重定向测试(DART)相机最近将目光投向了另一个引人注目的景象:木星及其四颗最大的卫星。 在一次SMART Nav测试中拍摄的以木星为中心的DRACO图像的裁剪合成。拍摄该图像时,DART距离地球约1,600万英里(2,600万公里),木星距离航天器约4.35亿英里(7亿公里)。 影像来源:NASA/Johns Hopkins APL 9月26日,当NASA的DART航天器驶向备受期待的双星小行星Didymos时,航天器的成像仪——Didymos侦察和光学导航小行星相机(简称DRACO)已经拍摄了数千张行星照片。这些照片为领导NASA任务的约翰·霍普金斯应用物理实验室(APL)团队提供了必要的数据,以支持正在进行的航天器测试和预演,为航天器对Didymos的卫星Dimorphos的动力撞击做准备。 作为DART上的唯一工具,DRACO将拍摄Didymos和Dimorpos的图像;它还将支持航天器的自主导航系统——小天体机动自主实时导航(SMART Nav)——以引导DART撞击。 7月1日和8月2日,任务操作团队将DRACO成像仪指向木星,以测试SMART Nav系统。研究团队使用DRACO来探测和定位从木星后面出现的木星卫星木卫二,类似于Dimorphos在撞击前几小时内与较大的小行星Didymos视觉分离的方式。虽然测试显然没有涉及DART与木星或其卫星的碰撞,但它确实为APL领导的SMART Nav团队有机会评估SMART Nav系统在飞行中的表现。在这次木星测试之前,SMART Nav测试是通过地面模拟完成的。 SMART Nav从测试中获得了宝贵的经验,包括SMART Nav团队如何查看航天器的数据。AAPL的SMART Nav软件工程师彼得·埃里克森说:“每次我们做这些测试中的一项,我们都会调整显示器,使其更好一点,并对我们在实际终端活动中的实际需求做出更好的响应。” DART航天器设计为在终端进近期间完全自主运行,但SMART Nav团队将监控如何在场景中跟踪物体,包括其强度、像素数以及它们被识别的一致性。只有在与预期存在重大且威胁任务的偏差时,才会采取使用预先计划的应急措施的纠正措施。利用木星及其卫星,研究小组有机会更好地了解目标在探测器上移动时,物体的强度和像素数可能会如何变化。 下面的图像是DART距离地球约1,600万英里(2,600万公里),木星距离航天器约4.35亿英里(7亿公里)时拍摄,是在一次SMART Nav测试中拍摄的以木星为中心的DRACO图像的裁剪合成图。为了优化木星及其卫星,分别进行了两次亮度和对比度强化,以形成此视图。从左到右依次是木卫三、木星、木卫二、木卫一和木卫四。 “木星测试让我们有机会让DRACO对我们太阳系中的某些东西进行成像。”APL的DRACO仪器科学家卡罗琳·恩斯特表示。“这些图片看起来棒极了,我们很高兴DRACO将在撞击前的几小时和几分钟内揭示关于Didymos和Dimorphos的信息!” DRACO是一款高分辨率相机,灵感来自NASA新视野号宇宙飞船上的成像仪,该成像仪返回了冥王星系统和柯伊伯带天体Arrokoth的第一张特写图像。 DART是世界上第一个行星防御测试任务,有意对Dimorphos进行动能撞击,以略微改变其在太空中的运动。虽然没有已知的小行星对地球构成威胁,但DART任务将证明,航天器可以自主导航到对相对较小的目标小行星的动能撞击,如果发现真正危险的小行星,这是一种可行的技术,可以使对地球构成威胁的小行星偏离轨道。DART将于2022年9月26日达到目标。 有关DART任务的更多信息,请访问: https://www.nasa.gov/dartmission 参考来源: https://www.nasa.gov/feature/dart-tests-autonomous-navigation-system-using-jupiter-and-europa

詹姆斯·韦伯太空望远镜新拍摄到数十年来海王星环最清晰的图像

詹姆斯·韦伯太空望远镜新拍摄到数十年来海王星环最清晰的图像

NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜首次拍摄海王星的照片,展示了其在离地球更近的地方的强大能力。韦伯不仅拍摄到了这颗遥远星球30多年来最清晰的光环图像,而且它的相机以全新的视角揭示了这颗冰巨星。 在韦伯的新照片中,最引人注目的是这颗行星清晰的海王星环——自从NASA局的旅行者2号在1989年飞掠海王星时成为首个观测到海王星的航天器以来,一些环就在没有被探测到。除了几个明亮的窄环,韦伯图像清楚地显示了海王星较暗的尘埃带。 “自从我们上次看到这些微弱的尘埃环以来,已经三十年了,这是我们第一次在红外波段看到它们。”海王星系统专家、韦伯的跨学科科学家海蒂·哈梅尔表示。韦伯极其稳定和精确的图像质量使得这些非常暗淡的环能够在如此接近海王星的地方被探测到。 在韦伯最新拍摄的冰巨星海王星照片中,我们看到了什么?韦伯捕获了海王星14颗已知卫星中的7颗:海卫六(Galatea)、海卫三(Naiad)、海卫四(Thalassa)、海卫五(Despina)、海卫八(Proteus)、海卫七(Larissa)和海卫一(Triton)。海王星的大而不寻常的卫星海卫一,在这张韦伯的海王星图像中占据主导地位,作它是一个非常明亮的光点,具有在韦伯的许多照片中看到的标志性衍射尖峰。 影像来源:NASA, ESA, CSA, STScI 自1846年被发现以来,海王星就一直吸引着研究人员。海王星距离太阳的距离是地球的30倍,其轨道位于太阳系外遥远、黑暗的区域。在如此遥远的距离上,太阳是如此的渺小和暗淡,以至于海王星上的正午就像地球上昏暗的黄昏。 由于其内部的化学组成,这颗行星被称为冰巨星。与气态巨行星木星和土星相比,海王星含有比氢和氦更重的元素。这在哈勃太空望远镜可见光波段拍摄的海王星标志性的蓝色外观中很容易看出,这是由少量的气态甲烷所造成。 韦伯的近红外相机(NIRCam)可以在0.6到5微米的近红外范围内对物体进行成像,因此海王星在韦伯看来并不呈蓝色。事实上,甲烷气体对红光和红外光的吸收非常强,以至于除了有高空云层的地方,海王星在这些近红外波长下看上去非常暗。这种甲烷冰云以明亮的条纹和斑点的形式突出显示,它们会在阳光被甲烷气体吸收之前反射阳光。 影像来源:NASA, ESA, CSA, STScI 韦伯的近红外相机(NIRCam)可以在0.6到5微米的近红外范围内对物体进行成像,因此海王星在韦伯看来并不呈蓝色。事实上,甲烷气体对红光和红外光的吸收非常强,以至于除了有高空云层的地方,海王星在这些近红外波长下看上去非常暗。这种甲烷冰云以明亮的条纹和斑点的形式突出显示,它们会在阳光被甲烷气体吸收之前反射阳光。来自其他天文台的图像,包括哈勃太空望远镜和 W.M.凯克天文台,记录了多年来快速演变的云特征。 更微妙的是,环绕海王星赤道的一条细细的亮线可能是全球大气环流的视觉特征,这种环流为海王星的风和风暴提供了动力。大气层在赤道处下降并变暖,因此在红外波长下比周围较冷的气体发出更多的光。 海王星164年的公转周期意味着它的北极,在这张图片的顶部,是天文学家们无法看到的,但韦伯的图片暗示了该地区有趣的亮度。在韦伯看来,先前已知的南极涡旋清晰可见,但韦伯首次揭示了围绕它的高纬度云的连续带。 韦伯还捕获了海王星14颗已知卫星中的7颗。在韦伯的海王星图像中,一个非常明亮的光点占据了主导地位,具有在韦伯的许多图像中看到的标志性衍射尖峰,但这不是一颗恒星。相反,这是海王星的巨大而不同寻常的卫星海卫一。 海卫一被凝结的氮气冻结的光泽所覆盖,平均反射70%的阳光。在这张图片中,它远比海王星黯淡,因为这颗卫星的大气层因吸收这些近红外波长的甲烷而变暗。海卫一以不寻常的反向(逆行)轨道围绕海王星运行,导致天文学家推测这颗卫星最初是被海王星引力捕获的柯伊伯带天体。韦伯计划明年对海卫一和海王星进行更多的研究。 詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的太空科学天文台。韦伯将解开我们太阳系中的谜团,展望其他恒星周围的遥远世界,探索我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。韦伯是由NASA及其合作伙伴 ESA和CSA领导的一项国际计划。 参考来源: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2022/new-webb-image-captures-clearest-view-of-neptune-s-rings-in-decades

太阳系的行星:倾角和自转

太阳系的行星:倾角和自转

2022年9月11日 Planets of the Solar System: Tilts and Spins Video Credit: NASA, Animation: James O’Donoghue (JAXA) Explanation: How does your favorite planet spin? Does it spin rapidly around a nearly vertical axis, or horizontally, or backwards? The featured video animates NASA images of all eight planets in our Solar System to show them spinning side-by-side for an easy comparison. In the time-lapse video, a day on Earth — one Earth rotation — takes just a few seconds. Jupiter rotates the fastest, while Venus spins not only the slowest (can you see it?), but backwards. The inner rocky planets, across the top, most certainly underwent dramatic spin-altering collisions during the early days of the Solar System. The reasons why planets spin and tilt as they do…

DART瞄准小行星目标

DART瞄准小行星目标

NASA的双小行星重定向测试(DART)航天器最近首次观察了双小行星系统Didymos,包括其目标Dimorphos。9月26日,DART将有意撞击Didymos的小行星Dimorphos。虽然这颗小行星对地球没有威胁,但这是世界上首次测试动能撞击技术,利用航天器使小行星偏转,进行行星防御。 这张来自小行星Didymos及其轨道卫星Dimorphos的光线图像是由Didymos侦察和小行星光学导航相机(DRACO)于2022年7月27日拍摄的243张图像合成而成。 影像来源:NASA JPL DART Navigation Team 这张来自小行星Didymos及其轨道卫星Dimorphos的光线图像是由Didymos侦察和小行星光学导航相机(DRACO)于2022年7月27日拍摄的243张图像合成而成。 在距离DART约2000万英里的距离上,Didymos系统仍然非常微小,导航摄像机专家不确定DARCO是否能够发现这颗小行星。但是,将DARCO在这一观察序列中拍摄的243张图像结合起来,研究团队就能够对其进行增强,以揭示Didymos并精确定位其位置。 “这第一组图像被用来测试我们的成像技术。”马里兰州劳雷尔市约翰·霍普金斯应用物理实验室(APL)的DART任务系统工程师埃琳娜·亚当斯说。“图像的质量与我们从地面望远镜获得的图像相似,但重要的是要表明DRACO工作正常,可以看到它的目标,以便在我们开始使用图像引导航天器自主进入小行星之前进行任何必要的调整。” 虽然该团队已经使用Didymos的非DRACO图像进行了一些导航模拟,但DART最终将依赖于它看到和处理Didymos和Dimorphos图像的能力,一旦DRACO看到Didymos,它将引导航天器前往小行星,特别是在撞击前的最后四个小时。届时,DART将需要在没有任何人工干预的情况下,自动导航成功撞击Dimorphos。 “第一次看到Didymos的DRACO图像,我们可以为DRACO确定最佳设置,并对软件进行微调。”加利福尼亚州帕萨迪纳市NASA喷气推进实验室的DART导航负责人朱莉·贝勒洛斯说。“9月份,我们将通过更精确地确定Didymos的位置,来确定DART的目标。” 使用每五小时一次的观测,DART团队将在未来三周内执行三次轨迹修正机动,每一次都将进一步减少航天器所需轨迹撞击的误差范围。在9月25日的最后一次机动后,大约在撞击前24小时,导航小组将知道目标Didymos在2公里内的位置。从那里开始,DART将自动引导自己与小行星碰撞。 DRACO随后在8月12日、8月13日和8月22日的计划观测中观测到了Didymos。 作为NASA行星任务计划办公室的一个项目,约翰霍普金斯大学应用物理实验室为NASA行星防御协调办公室管理DART任务。DART是世界上第一个行星防御测试任务,有意对Dimorphos进行动能撞击,以略微改变其在太空中的运动。虽然这两颗小行星都不会对地球构成威胁,但DART任务将证明,航天器可以自主导航到相对较小的目标小行星上的动能碰撞,而且如果发现小行星与地球相撞,这是一种可行的技术,可以使小行星偏离碰撞轨道。DART将于2022年9月26日达到目标。 有关DART任务的更多信息,请访问: https://www.nasa.gov/dartmission 参考来源: https://www.nasa.gov/feature/dart-sets-sights-on-asteroid-target

工程师解决了旅行者1号上的数据故障

工程师解决了旅行者1号上的数据故障

旅行者号航天器的高增益天线位于NASA航天器的图示中心,是由姿态铰接和控制系统(AACS)控制的一个组件。 影像来源:NASA/JPL-Caltech 航天器上的一个关键系统正在发送有关其状态的乱码数据。工程师已经解决了这个问题,但仍在寻找根本原因。 工程师们已经修复了一个影响NASA旅行者1号航天器数据的问题。今年早些时候,保持旅行者1号天线指向地球的航天器姿态关节和控制系统(AACS),尽管其运行正常,但开始向任务控制员发送有关其健康和活动的乱码信息。在继续收集和返回科学数据的过程中,航天器的其余部分看起来也很健康。 此后,该团队找到了乱码信息的来源:AACS开始通过一台已知几年前停止工作的机载计算机发送遥测数据,而这台计算机破坏了信息。 旅行者的项目经理苏珊娜·多德表示,当他们怀疑这是问题所在时,他们选择尝试一种低风险的解决方案:命令AACS继续通过正确的计算机发送数据。 工程师们还不知道为什么AACS开始将遥测数据路由到错误的计算机,但它可能收到了由另一台机载计算机生成的错误命令。如果是这样的话,那就说明航天器的其他地方出了问题。该团队将继续寻找潜在的问题,但他们认为这不会对旅行者1号的长期健康构成威胁。 “我们很高兴遥测系统又回来了。”多德说。“我们将对AACS进行全内存读取,并查看它所做的一切这将帮助我们诊断出导致遥测问题的原因。因此,我们持谨慎乐观的态度,但我们仍有更多调查工作要做。” 旅行者1号和旅行者2号探索我们的太阳系已有45年。两个航天器现在都位于星际空间,日球层顶(或者说来自太阳的高能粒子和磁场气泡)以外的区域。 关于任务的更多信息 喷气推进实验室(JPL)是加州理工学院帕萨迪纳分校的一个部门,负责建造和运营旅行者号航天器。旅行者号任务是NASA太阳物理学系统天文台的一部分,由华盛顿科学任务理事会太阳物理学部赞助。 有关旅行者号航天器的更多信息,请访问: https://www.nasa.gov/voyager 参考来源: https://www.nasa.gov/feature/jpl/engineers-solve-data-glitch-on-nasa-s-voyager-1

DART团队确认目标小行星的轨道

DART团队确认目标小行星的轨道

DART调查团队上个月使用了世界上最强大的望远镜,完成了一项为期六个晚上的观测活动,以确认早先对Dimorphos(DART小行星目标)围绕其较大母小行星Didymos的轨道进行的计算,确认了小行星撞击时的预期位置。DART是世界上第一次尝试改变小行星在太空中运动的速度和路径,它测试了一种小行星偏转方法,如果未来对行星防御有这种需求,这种方法可能会被证明是有用的。 “团队在2021年初进行的测量对于确保DART在正确的时间到达正确的地点,对Dimorphos进行动力学冲击至关重要。”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(APL)的DART调查小组联合负责人安迪·里夫金(Andy Rivkin)表示。“用新的观察结果确认这些测量结果,表明我们不需要改变航线,我们已经正确地命中目标。” 然而,除了确保DART的影响外,了解Dimorphos轨道的动力学非常重要。如果DART成功地改变了Dimorphos的路径,这颗小行星将更靠近Didymos,从而缩短绕其轨道运行的时间。测量这种变化很简单,但科学家们需要确认,除了撞击之外,没有其他东西影响轨道。这包括来自小行星被太阳加热的表面的辐射反冲等微妙的力,这些力可以轻轻地推动小行星并使其轨道改变。 “这项实验的前后性质要求在我们对小行星系统做任何事情之前对它有深入的了解。”亚利桑那州弗拉格斯塔夫洛厄尔天文台的天文学家尼克·莫斯科维茨(Nick Moskovitz)说。“我们不想在最后一刻说,’噢,这里有一些我们没有想到的事情或我们没有考虑过的现象。’我们想确保我们看到的任何变化都完全是DART所做的。” 在9月下旬至10月初,也就是DART撞击的时间,Didymos和Dimorphos将在距离地球约670万英里(1,080万公里)的地方进行近几年来最接近地球的飞行。自2021年3月以来,Didymos系统由于距离地球较远,其超出了大多数地面望远镜的范围,但今年7月初,DART调查小组在亚利桑那州和智利使用了强大的望远镜——洛厄尔天文台的洛厄尔发现望远镜、麦哲伦号拉斯坎帕纳斯天文台的望远镜和南方天体物理研究 (SOAR) 望远镜——用于观察小行星系统并寻找其亮度的变化。这些变化被称为“相互事件”,当两颗小行星中的一颗从另一颗小行星前面掠过时,阻挡了小行星发出的光,就会发生这些变化。 2022年7月7日晚上,亚利桑那州弗拉格斯塔夫附近的洛厄尔发现望远镜捕捉到了这一序列,画面中心附近的小行星Didymos在夜空中移动。该序列被加速约900倍。科学家们利用这一观测结果和7月份的其他观测结果,来确认Dimorphos的轨道和 DART 撞击时的预期位置。 影像来源:Lowell Observatory/N. Moskovitz “一年中的这个时候要获得这些观测结果非常棘手的”莫斯科维茨说。“在北半球,夜晚很短,亚利桑那州正处于季风季节。在南半球,冬季风暴的威胁迫在眉睫。事实上,就在观测活动结束后,一场暴风雪袭击了智利,促使人们从SOAR所在的山区撤离。望远镜随后关闭了近十天。“我们要求进行六个半夜的观测,有些人预计其中一半会因天气而无法观测,但我们只损失了一个晚上。我们真的很幸运。” 总之,该团队能够从数据中提取11个新的相互事件的时间。通过研究这些亮度变化,科学家们能够准确地确定Dimorphos绕较大的小行星运行所需的时间,从而预测Dimorphos在特定时刻的位置,包括DART撞击时的位置。结果与之前的计算一致。 莫斯科维茨说:“我们现在非常有信心,我们对该小行星系统已经得到了很好的了解,而且我们已经准备好了解撞击小行星后会发生什么。” 这项观察活动不仅使团队能够确认撞击时的Dimorphos轨道周期和预期位置,而且还允许团队成员改进他们将用来确定DART是否成功改变Dimorphos撞击后轨道的过程,以及改变了多少。 今年10月,该团队将再次使用世界各地的地面望远镜寻找相互事件,并计算Dimorphos的新轨道,预计较小的小行星绕Didymos轨道运行的时间将缩短几分钟。这些观测结果也将有助于约束世界各地科学家提出的关于Dimorphos轨道动力学和两颗小行星自转的理论。 作为NASA行星任务计划办公室的一个项目,约翰霍普金斯大学应用物理实验室为NASA行星防御协调办公室管理DART任务。DART是世界上第一个行星防御测试任务,有意对Dimorphos进行动能撞击,以略微改变其在太空中的运动。虽然这两颗小行星都不会对地球构成威胁,但DART任务将证明,航天器可以自主导航到相对较小的目标小行星上的动能碰撞,而且如果发现小行星与地球相撞,这是一种可行的技术,可以使小行星偏离碰撞轨道。DART将于2022年9月26日达到目标。 有关DART任务的更多信息,请访问: https://www.nasa.gov/dartmission 参考来源: https://www.nasa.gov/feature/dart-team-confirms-orbit-of-targeted-asteroid

NASA的毅力号在火星耶泽罗陨石坑取得新发现

NASA的毅力号在火星耶泽罗陨石坑取得新发现

2021年9月10日,即任务的第198个火星日,NASA的毅力号火星车在被称为“罗切特”的岩石附近拍摄了这张自拍照。 影像来源:NASA/JPL-Caltech/MSSS 2021年春季,当NASA的毅力号火星车开始检查耶泽罗陨石坑底部的岩石时,科学家们感到惊讶:由于数十亿年前陨石坑拥有一个湖泊,他们原本预计会发现沉积岩,这种沉积岩是沙子和泥土在曾经潮湿的环境中沉淀时形成。相反,他们发现,地面由两种类型的火成岩组成——一种是由岩浆在地下深处形成,另一种是地表火山活动形成。 8月25日周四发表的四篇新论文描述了这些发现。在《科学》杂志上,有一篇概述了毅力号在2022年4月抵达耶泽罗古河三角洲之前对陨石坑底部的探索;同一杂志上的第二项研究详细描述了由厚岩浆体形成的独特岩石。发表在《科学进展》上的另外两篇论文详细介绍了毅力号的岩石汽化激光和探地雷达确定火成岩覆盖陨石坑底部的独特方式。 世纪之石 火成岩是出色的计时器:其中的晶体记录了它们形成的精确时刻的详细信息。 “我们收集的火成岩的一个重要价值是,它们会告诉我们耶泽罗湖何时出现。我们知道它存在的时间比火成岩陨石坑底部岩石形成的时间要早​​。”加州理工学院的肯·法利说,他是毅力号项目的科学家,也是第一篇新科学论文的主要作者。 “这将解决一些主要问题:什么时候火星的气候有利于在火星表面形成湖泊和河流,什么时候它变成了我们今天看到的非常寒冷和干燥的条件?” 毅力号利用其WATSON(用于操作和工程的广角地形传感器)相机拍摄了一个昵称为福克斯(Foux)岩石目标的特写镜头,该相机是探测器机械臂末端的SHERLOC仪器的一部分。这张照片拍摄于2021年7月11日,即该任务的第139个火星日。 影像来源:NASA/JPL-Caltech/MSSS 然而,由于火成岩的形成方式,它并不适合保存毅力号正在寻找的古代微观生命的潜在迹象。相反,确定沉积岩的年龄可能更具有挑战性,特别是当沉积岩中含有在岩石沉积物沉积之前不同时期形成的岩石碎片时。但是沉积岩通常在适合生命生存的水环境中形成,并且能更好地保存古代生命的迹象。 这就是为什么自2022年4月以来,毅力号一直在探索的富含沉积物的河流三角洲对科学家来说如此诱人。火星车已经开始在那里钻探和收集沉积岩的岩芯样本,以便火星样本回收活动有可能将它们送返地球,以便由强大的实验室设备进行研究,这些设备过于庞大,无法带到火星上。 神秘的岩浆形成岩石 发表在《科学》杂志上的第二篇论文解决了火星上的一个长期谜团。多年前,火星轨道飞行器发现了一个充满橄榄石矿物的岩层。该岩层面积约为27,000平方英里(70,000平方公里)——几乎相当于南卡罗来纳州的面积——从耶泽罗陨石坑的内部边缘延伸到周边地区。 2022年2月16日,即任务的第353个火星日,NASA的毅力号火星探测器在一个绰号为圣克鲁斯的地点前,看着耶泽罗陨石坑地面上的一大片巨石。 影像来源:NASA/JPL-Caltech/MSSS 科学家们提出了各种理论来解释为什么在如此大面积的地表上会有那么多的橄榄石,包括陨石撞击、火山喷发和沉积过程。另一种理论是,橄榄石是由缓慢冷却的岩浆(熔岩)在地下深处形成,然后随着时间的推移因侵蚀而暴露出来。 NASA南加州喷气推进实验室的杨柳和她的合著者已经确定最后一种解释是最有可能的。毅力号磨蚀岩石以揭示其成分;在研究暴露的区域时,科学家们重点研究了橄榄石的颗粒尺寸以及岩石的化学成分和结构。 他们利用毅力号行星X射线岩石化学仪器(PIXL),确定了该地区的橄榄石颗粒尺寸为1至3毫米——远大于在行星表面快速冷却的熔岩中形成的橄榄石的预期尺寸。 “这种大的晶体尺寸及其在特定岩石结构中的均匀成分需要非常缓慢的冷却环境。”刘说。“所以,最有可能的是,耶泽罗的岩浆并没有在地表喷发。” 独特的科学工具 两篇《科学进展》论文详细介绍了有助于确定火成岩覆盖火山口底部的科学仪器的发现。这些仪器包括毅力号的SuperCam激光器和一个名为RIMFAX(火星地下实验雷达成像仪)的探地雷达。 SuperCam配备了岩石汽化激光器,可以在最远20英尺(7米)的范围内对小至铅笔尖的目标进行打击。它使用可见光光谱仪研究产生的蒸汽,以确定岩石的化学成分。在毅力号在火星上的头10个月里,SuperCam扫描了1450个点,帮助科学家们得出了关于陨石坑底部火成岩的结论。 此外,SuperCam利用近红外光——这是火星上第一台具有这种能力的仪器——发现水改变了陨石坑底部岩石中的矿物质。然而,根据激光和红外观测的组合,这些变化并没有遍及整个陨石坑底部。 “SuperCam的数据表明,这些岩层要么是从耶泽罗湖的湖水中分离出来的,要么这个湖只存在了有限的时间。”普渡大学和洛斯阿拉莫斯国家实验室的SuperCam首席研究员罗杰·维恩斯说。 RIMFAX标志着另一个先例:火星轨道飞行器携带探地雷达,但在毅力号之前,火星表面的任何航天器都没有这种仪器。在地表上,RIMFAX可以提供无与伦比的细节,并勘测深达50英尺(15米)的陨石坑底部。 它的高分辨率“雷达图”显示岩层出乎意料地向地下倾斜了 15 度。了解这些岩层是如何排列的,可以帮助科学家建立耶泽罗陨石坑形成的时间线。 “作为第一个在火星表面运行的此类仪器,RIMFAX已经证明了探地雷达作为地下探测工具的潜在价值。”挪威奥斯陆大学的RIMFAX首席研究员斯文·埃里克·哈姆兰说。 科学团队对他们目前的发现感到兴奋,但他们对未来的科学更感兴趣。 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。 如欲了解有关毅力号的更多信息,请访问: mars.nasa.gov/mars2020/

NASA科学家通过测试引力帮助探测暗能量

NASA科学家通过测试引力帮助探测暗能量

这张图片是NASA詹姆斯·韦伯太空望远镜发布的首张图片,展示了星系团 SMACS 0723。由于一种称为引力透镜的现象,一些星系看起来被涂抹或拉伸。这种效应可以帮助科学家绘制宇宙中暗物质的存在图。 影像来源:NASA, ESA, CSA, and STScI 天体物理学中最大的谜题之一能否通过重新修正阿尔伯特·爱因斯坦的引力理论来解决?一项由NASA科学家共同撰写的新研究称,目前还不能。 宇宙正在加速膨胀,科学家们还不知道原因。这一现象似乎与研究人员对引力对宇宙影响的理解相矛盾:就像你把一个苹果扔到空中,它持续上升,并且速度越来越快。这种被称为暗能量的加速的原因仍然是个谜。 国际暗能量调查局利用智利的维克多·M·布兰科4米望远镜进行的一项新研究,标志着最新的努力,以确定这是否只是一个误解:即对整个宇宙范围内引力如何运作的预期有缺陷或不完整。这种潜在的误解可能有助于科学家解释暗能量。但这项研究(迄今为止对阿尔伯特·爱因斯坦的宇宙尺度引力理论最精确的测试之一)发现目前的理解似乎仍然是正确的。 该研究结果由一组科学家撰写,其中包括一些来自NASA喷气推进实验室的科学家,于8月23日星期三在里约热内卢举行的国际粒子物理和宇宙学会议(COSMO’22)上发表。这项工作有助于为两台即将推出的太空望远镜奠定了基础,这两台望远镜将以比新研究更高的精度探索我们对引力的理解,或许最终会解开这个谜团。 一个多世纪前,阿尔伯特·爱因斯坦发展了广义相对论来描述引力,迄今为止,它已经准确地预测了从水星的轨道到黑洞的存在的一切。但是,一些科学家认为,如果这个理论不能解释暗能量,那么他们可能需要修改一些方程或添加新的成分。 为了查明情况是否如此,暗能量调查的成员们寻找证据,证明引力的强度在整个宇宙的历史或宇宙距离上都有变化。一个积极的发现表明爱因斯坦的理论是不完整的,这可能有助于解释宇宙的加速膨胀。他们还研究了除布兰科望远镜外的其他望远镜的数据,包括欧洲航天局(ESA)普朗克卫星,并得出了相同的结论。 研究发现爱因斯坦的理论仍然有效。所以还不能解释暗能量。但这项研究将用于两个即将到来的任务:ESA的欧几里得任务,计划不早于 2023 年发射,由NASA出资;以及NASA的南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜,目标是在2027年5月之前发射。这两台望远镜都将搜索引力强度随时间或距离的变化。 模糊的视野 科学家如何知道宇宙过去发生了什么?答案是通过观察远处的物体。光年是光在一年中传播的距离的度量单位(约6万亿英里,或约9.5万亿公里)。这意味着一光年外的物体在我们看来就像一年前光第一次离开物体时一样。数十亿光年之外的星系在我们看来就像数十亿年前一样。这项新的研究着眼于过去50亿年前的星系。欧几里德将追溯到80亿年前,罗曼将追溯到110亿年前。 星系本身并没有显示出引力的强度,但从地球上看它们的样子却能揭示引力的强度。我们宇宙中的大多数物质是暗物质,我们宇宙中的大多数物质都是暗物质,不会发射、反射或以其他方式与光相互作用。虽然科学家们不知道它是由什么组成,但他们知道它在那里,因为它的引力把它暴露了:我们宇宙中大量的暗物质会扭曲空间本身。当光在太空中传播时,它会遇到这些扭曲的空间,导致遥远星系的图像出现弯曲或模糊。这是NASA詹姆斯·韦伯太空望远镜发布的首批图像之一。 这段视频解释了引力透镜现象,它会导致星系图像扭曲或模糊。这种扭曲是由引力引起,科学家可以利用这种效应来探测不发射或反射光的暗物质。 影像来源:NASA’s Goddard Space Flight Center 暗能量调查的科学家们在星系图像中寻找由于暗物质弯曲空间而引起的更细微的扭曲,这种效应称为弱引力透镜效应。引力的强度决定了暗物质结构的大小和分布,而大小和分布又决定了这些星系在我们看来的扭曲程度。这就是为什么图像可以揭示宇宙历史上不同距离和不同时间的引力强度。该团队现在已经测量了超过1亿个星系的形状,到目前为止,观测结果与爱因斯坦理论的预测相符。 “随着测量越来越精确,爱因斯坦的引力理论仍有挑战的空间,”该研究的合著者阿涅斯·费尔特说,他作为JPL的博士后研究员进行了这项研究。“但在我们准备好迎接欧几里德和罗曼之前,我们还有很多事情要做。因此,我们必须继续与世界各地的科学家合作解决这个问题,就像我们在暗能量调查中所做的那样。” 参考来源: https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-scientists-help-probe-dark-energy-by-testing-gravity

NASA确定了下一个美国人登陆月球的候选地区

NASA确定了下一个美国人登陆月球的候选地区

此处显示的是阿尔忒弥斯3号任务的13个候选着陆区域的渲染图。每个区域大约为9.3×9.3英里(15×15公里)。着陆点是这些区域内半径约为328英尺(100米)的位置。 影像来源:NASA 随着NASA准备在阿尔忒弥斯任务的带领下将宇航员送回月球,该机构已经确定了月球南极附近的13个候选着陆区。每个地区都包含多个阿尔忒弥斯3号任务的潜在着陆点,这将是阿尔忒弥斯任务中第一个将宇航员带到月球表面的任务,其中包括第一位踏上月球的女性。 “选择这些区域意味着,我们距离自阿波罗计划以来首次重返月球又迈进了一大步。”华盛顿NASA总部阿尔忒弥斯运动发展部副主任马克·基拉希奇说。“当我们这样做时,它将不同于以往的任何任务,宇航员将冒险进入人类此前未探索过的黑暗区域,并为未来的长期停留奠定基础。” NASA确定了阿尔忒弥斯3号任务月球着陆的以下候选区域: 一:福斯蒂尼陨石坑边缘A(Faustini Rim A) 二:沙克尔顿陨石坑附近山顶(Peak Near Shackleton) 三:连接脊(Connecting Ridge) 四:连接脊延伸区域(Connecting Ridge Extension) 五:德·杰拉许陨石坑边缘1(de Gerlache Rim 1) 六:德·杰拉许陨石坑边缘2(de Gerlache Rim 2) 七:德·杰拉许与科赫尔陨石坑山丘(de Gerlache-Kocher Massif) 八:霍沃思陨石坑(Haworth) 九:马拉柏特环形山山丘(Malapert Massif) 十:莱布尼茨β高原(Leibnitz Beta Plateau) 十一:诺毕尔环形山边缘1(Nobile Rim 1) 十二:诺毕尔环形山边缘2(Nobile Rim 2) 十三:阿蒙森环形山边缘(Amundsen Rim) 这些区域都位于距离月球南极6度的纬度范围内,总体上包含不同的地质特征。这些区域共同为所有潜在的阿尔忒弥斯3号任务发射机会提供着陆选择。具体的着陆点与发射窗口的时间紧密耦合,因此多个区域确保全年发射的灵活性。 为了选择这些区域,一个由全机构科学家和工程师组成的团队利用NASA月球勘测轨道器的数据以及数十年的出版物和月球科学发现,对月球南极附近的区域进行了评估。除了考虑发射窗口的可用性外,该团队还根据地形坡度、与地球通信的便利性和照明条件等标准,根据其适应安全着陆的能力对区域进行了评估。为了确定可达性,该团队还考虑了太空发射系统火箭、猎户座飞船和SpaceX提供的星际飞船载人着陆系统的综合能力。 NASA已宣布确定了13个靠近月球南极的着陆候选区域,用于阿尔忒弥斯3号任务,这是自1972年以来首次载人登月任务。该视频的数据可视化显示了所有13个区域的位置,并强调了有趣的月球地形和这些区域的探索潜力。 影像来源:NASA’s Goddard Space Flight Center 所有被认为具有科学意义的区域都靠近月球南极,这是一个包含有丰富资源和未被人类探索的地形的永久阴影区域。 NASA行星科学部阿尔忒弥斯月球科学负责人莎拉·诺布尔说:“该区域内的几个拟建地点位于月球最古老的部分,加上永久阴影区域,提供了通过以前未经研究的月球材料了解月球历史的机会。”。 分析团队权衡了其他着陆标准与特定的阿尔忒弥斯3号科学目标,包括着陆距离永久阴影区域足够近的目标,以允许机组人员进行月球行走,同时限制着陆时的干扰。这将使工作人员能够在不妥协的区域收集样本并进行科学分析,从而获得关于月球南极水冰深度、分布和组成的重要信息。 该团队通过确保接近永久阴影区域,并将其他照明条件考虑在内,确定了可以实现月球行走目标的区域。所有13个区域都包含在整个6.5天期间(即阿尔忒弥斯3号地面任务的计划持续时间)连续获取阳光的场所。获得阳光对于长期留在月球上至关重要,因为它提供了一个电源,并将温度变化降至最低。 “制定探索太阳系的蓝图意味着学习如何利用我们现有的资源,同时保持其科学完整性,”NASA首席探索科学家雅各布·布卢瑟说。“从科学角度来看,月球水冰是有价值的,也是一种资源,因为我们可以从中提取氧气和氢气,用于生命维持系统和燃料补给。” NASA将通过会议和研讨会与更广泛的科学和工程界讨论13个区域,以征求关于每个区域优点的意见。该反馈将为未来的选址提供信息,NASA可能会确定更多的区域供考虑。该机构还将继续与SpaceX合作,以确认星际飞船的着陆能力,并据此评估各种选择。 NASA将在确定任务的目标发射日期后,在区域内为阿尔忒弥斯3号任务选择着陆点,该日期决定了转移轨道和表面环境条件。 通过阿尔忒弥斯任务,NASA将让第一位女性和第一位有色人种登上月球,为长期、可持续的月球存在铺平道路,并为未来的宇航员火星任务奠定基础。 有关阿尔忒弥斯任务的更多信息,请访问: https://www.nasa.gov/specials/artemis/ 参考来源: https://www.nasa.gov/press-release/nasa-identifies-candidate-regions-for-landing-next-americans-on-moon

NASA的LRO发现月球坑有舒适的温度

NASA的LRO发现月球坑有舒适的温度

NASA资助的科学家利用NASA月球勘测轨道飞行器(LRO)航天器的数据和计算机建模,发现了月球坑内阴暗的地方,这些位置始终徘徊在舒适的63℉(约17℃)左右。 与月球表面白天加热到260℉(约127℃),晚上冷却到零下280℉(约173℃)的区域相比,这些坑洞和洞穴可能会成为月球探测的热稳定场所。月球探索是NASA探索和了解太空中未知事物的目标的一部分,以启发和造福人类。 NASA的月球勘测轨道飞行器相机已经三次拍摄了马里乌斯山深坑的图像,每一次的光线都非常不同。中间的图像里,太阳高悬,科学家们可以看到马里乌斯山深坑底部的美景。马里乌斯山深坑深约34米(约111英尺),宽约65×90米(约213×295英尺)。 影像来源:NASA/GSFC/Arizona State University 2009年,月球上首次发现了坑洞。自那以后,科学家们一直在想,这些坑洞是否能通向可供探索或用作避难所的洞穴。这些坑洞或洞穴还能提供一些保护,让宇航员免受宇宙射线、太阳辐射和微陨石的伤害。 “在200多个坑洞中,大约有16个可能是坍塌的熔岩管。”洛杉矶加利福尼亚大学行星科学博士生泰勒·霍瓦什说,他领导了这项新的研究,该研究最近发表在《地球物理研究快报》杂志上。 “月球坑洞是月球表面的一个迷人特征,”位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心的LRO项目科学家诺亚·佩特罗说。 “知道它们创造了一个稳定的热环境,有助于我们描绘出这些独特的月球特征,以及有朝一日探索它们的前景。” 熔岩管也存在于地球上,当熔岩在冷却的熔岩下流动,或者熔岩河上形成地壳时,就会形成一条长而空心的隧道。如果凝固的熔岩管的顶部坍塌,就会打开一个坑,这个坑可以通向洞穴状熔岩管的其余部分。 两个最突出的坑洞有明显的突出部分,明显通向洞穴或空洞,有强有力的证据表明,另一个突出部分也可能通向一个大洞穴。 “人类在洞穴中进化,当我们生活在月球上时,我们可能会回到洞穴。”论文的合著者大卫·佩吉说,他领导了LRO上的预言月球辐射计实验,该实验进行了研究中使用的温度测量。 霍瓦什处理了来自热感摄像机Diviner的数据,以确定坑洞内的温度是否与表面的温度不同。 霍瓦什和他的同事们在月球上被称为静海的一个大约328英尺(100 米)深的圆柱形坑洞上进行了研究,坑洞的长度和宽度约相当于一个足球场。他们用计算机建模分析了岩石和月球尘埃的热特性,并绘制了坑洞内温度随时间的变化图。 这是一幅壮观的静海陨石坑的高日景,显示出光滑的地面上的巨石。LRO的窄角相机拍摄的这张照片宽400米(1312英尺),北在上面。 影像来源:NASA/GSFC/Arizona State University 结果显示,在整个月球日,坑洞的永久阴影范围内的温度仅略有波动,保持在63℉(约17℃)左右。如果从坑洞的底部延伸出一个洞穴,正如LRO的月球勘测轨道飞行器相机拍摄的图像所显示的那样,它也会有这种相对舒适的温度。 该团队包括加州大学洛杉矶分校行星科学教授大卫·佩奇和科罗拉多大学博尔德分校的保罗·海恩,他们认为阴影悬垂是稳定温度的原因,这限制了白天物体的温度,并防止热量在夜间辐射出去。 月球上的一天大约持续15个地球日,在此期间,月球表面不断受到阳光的照射,温度经常高到足以烧开水。寒冷的夜晚也会持续15个地球日。 该研究由NASA的月球勘测轨道飞行器项目“扩展任务4”资助。LRO由位于马里兰州绿带的NASA戈达德航天飞行中心为位于华盛顿的美国宇航局总部的科学任务理事会管理。LRO于2009年6月18日发射,它用七种强大的仪器收集了大量数据,为我们了解月球做出了宝贵贡献。Diviner由洛杉矶加利福尼亚大学和加利福尼亚州帕萨迪纳的NASA喷气推进实验室建造和开发。 参考来源: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2022/lro-lunar-pits-comfortable