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【天文宇宙】天文学家首次在系外行星大气层中测出碳的同位素;NASA已基本确认哈勃故障原因 出在电源控制单元上

2021-7-15 23:49| 发布者: xxxxxxxxx| 查看: 35919| 评论: 0

摘要: ▼NASA已基本确认哈勃故障原因 出在电源控制单元上NASA和欧洲航天局合作免费发布太空观测地球数据NASA在国际空间站上种辣椒 数月后可收获品尝天文学家首次在系外行星大气层中测出碳的同位素物理学家首次报告了对太阳 ...




  1. NASA已基本确认哈勃故障原因 出在电源控制单元上

  2. NASA和欧洲航天局合作免费发布太空观测地球数据


  3. NASA在国际空间站上种辣椒 数月后可收获品尝


  4. 天文学家首次在系外行星大气层中测出碳的同位素


  5. 物理学家首次报告了对太阳电场的准确测量结果


  6. NASA准备发射近地小行星侦察航天器NEA Scout




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01

NASA已基本确认哈勃故障原因 出在电源控制单元上


在服役 30 多年后,哈勃太空望远镜正面临着一次巨大的挑战。由于技术故障它在安全模式下已超过 1 个多月,本周三,美国宇航局表示在深入调查之后已经追踪到了问题的来源,基本可以确认问题出在电源控制单元(PSU)上。

哈勃团队一直在研究有效载荷计算机--可以追溯到20世纪80年代的硬件--作为内存问题的潜在来源。美国宇航局表示:“在经历了一系列测试,包括重新启动和重新配置计算机和备份计算机,始终没有取得成功。但从这些尝试活动中收集的信息让哈勃团队确认,问题的原因可能处在电源控制单元(PSU)上”。与有效载荷计算机一样,PCU 是哈勃科学仪器指令和数据处理单元的一部分。PCU 负责为计算机及其内存提供持续稳定的电力来源。美国宇航局表示:“团队的分析表明,要么来自调节器的电压水平超出了可接受的水平(从而使二级保护电路跳闸),要么二级保护电路随着时间的推移已经退化,并停留在这种抑制状态”。哈勃配备了很多备份系统,包括一个备份PCU。周四,美国宇航局将尝试切换到其他硬件,以努力恢复望远镜的正常运行。自从6月13日问题出现以来,哈勃的科学工作一直处于停滞状态。如果该计划奏效,可能仍需要几天时间才能使望远镜恢复运行。人们一直在关注这个老化的望远镜,它是美国宇航局和欧洲航天局的一个联合项目。哈勃的继任者,被拖延了很久的詹姆斯·韦伯太空望远镜,仍然在地球上,等待着可能在 10 月发射。
02

NASA和欧洲航天局合作免费发布太空观测地球数据


美国国家航空航天局(NASA)和欧洲航天局(ESA)正在联手应对气候变化,它们签署了一项新的战略伙伴关系,将免费发布从太空收集的地球观测数据。这项合作将应对全球气温变化,海平面上升,洪水、火灾等极端天气状况。

就在本周,美国国家航空航天局研究人员警告说,气候变化可能会使季节性洪水更加严重。美国国家航空航天局预测,更高的海平面,加上月球自然摇摆周期,可能会在2030年代让地球沿海地区洪水泛滥。我们已经通过气温上升、海平面上升、冰雪融化和永久冻土融化等方式目睹了气候变化影响。欧洲航天局和美国国家航空航天局都有很好的工具和专业知识来推动地球科学的发展,因此合作双方将能够取得更大的成就。这两个空间机构已经在以气候为重点的任务上进行了合作,例如哥白尼哨兵6号卫星,它将尝试较长时期观测海平面变化。美国国家航空航天局表示,气候变化是一个全员参与的全球挑战,需要采取行动。这项协议将为未来的国际合作设定标准,为应对气候变化带来重要的信息,并帮助回答和解决地球科学中最紧迫的问题,以造福于美国、欧洲和全世界。

这项合作的关键将是一项新的开放数据政策,美国国家航空航天局和欧洲航天局计划制定该政策。这将促进数据、知识和信息开放共享,不仅在科学界,而且与广大公众共享,使整个世界受益。
03

NASA在国际空间站上种辣椒 数月后可收获品尝


作为美国宇航局 Plant Habitat-04 太空实验的一部分,包含孵化辣椒籽的有效载荷,已于今年 6 月通过 SpaceX 的商业补给发射任务(Crew-2)被送往国际空间站。本周一,NASA 宇航员 Shane Kimbrough 将48 颗哈奇辣椒(Hachi chile)种子插入了 PH-04 实验装置。如果一切顺利,我们或于数月后收获在国际空间站上成熟的红绿辣椒。

(来自:NASA 官网)PH-04 首席研究员 Matt Romeyn 表示:“辣椒并不是一种速生植物,其需要较长的发芽与生长时间。作为国际空间站上迄今为止最复杂的植物实验之一,我们大约需要等待 4 个月,才能有所收获”。据悉,地球上常见的哈奇辣椒食用方法,主要有以下几种:
● 收获未熟透的青绿辣椒,通过火烤剥掉外皮,然后将之切碎以用于特定食谱、或用汁水来调味。● 收获熟透的红辣椒,将其烘干制成粉末,再用于酱汁和调味。
尽管空间站上缺乏地球上的同款烘烤设备,但位于肯尼迪航天中心、负责共同监测辣椒生长情况的一支研究团队,还是希望宇航员能够在太空中品尝一下。
只要所有数据都表明太空辣椒可被 Expedition 65 团队成员安全食用,NASA 就会允许宇航员们尝一口,然后将剩余的产物送回地球,以展开进一步的分析研究。宇航员们将就辣椒的质地和风味提交反馈,同时地面研究团队将评估哈奇辣椒在太空和陆地上种植的辣度差异。其实近年来,NASA 一直努力通过在太空中种植新鲜食材,来改善宇航员们的饮食体验,比如此前利用在空间站上种植的生菜而制成的“微重力沙拉”。Matt Romeyn 表示:“对于长期在太空生活的宇航员来说,需要的不仅仅是营养。早前研究已发现,植物的色泽与气味,也有助于改善宇航员们的身体健康”。
04

天文学家首次在系外行星大气层中测出碳的同位素


天文学家从2.8万亿公里外计算了碳原子内部的中子数量,该小组首次成功地测量了系外行星大气中的碳同位素比例,这可以告诉我们它是如何形成的。一种特定元素的原子在其原子核中可以有不同数量的中子,从而产生不同的类型,我们称之为同位素。


例如,碳有15种同位素,其中碳-12和碳-13是自然界中最稳定和最常见的。测量同位素的比例可以帮助我们确定化石的日期,跟踪气候变化,并检查疾病的生物标志物。在地球之外,科学家们已经测量了远在月球和火星的同位素,但现在这一距离已经扩展到太阳系之外的一颗行星。这颗行星是一颗名为Tycho 8998-760-1 b的超级木星,位于约300光年外的苍蝇座。研究人员利用智利的甚大望远镜,分析了来自宿主恒星的光线穿过该行星大气层的光谱。不同的元素和不同的同位素会以不同的波长吸收这种辐射,产生一个信号,这个信号带有那里的空气是由什么构成的指纹。

在这种情况下,它主要是水蒸气和一氧化碳。在后者中,研究小组设法区分了碳-12和碳-13,标志着第一次在一颗系外行星的大气中测量到不同的同位素。研究人员预计会发现碳-12占主导地位,大约70个原子中有一个是碳-13--但令他们惊讶的是,事实证明存在大约两倍的数量。有关这到底是如何发生的仍然是一个谜,但该小组有一个假设。在一个行星系统中,一氧化碳在靠近恒星的地方更容易以气态形式存在,但超过一定的限度就会冻结。这一区域被称为“一氧化碳雪线”,位于雪线两侧的行星有不同的同位素比率。而这项研究中考察的行星围绕其恒星运行的距离比我们太阳系中任何已知的行星都要大得多。"这项研究的作者Paul Mollière说:"这颗行星离它的母星比我们的地球离我们的太阳还要远一百五十多倍。在如此遥远的距离,冰块可能已经形成了更多的碳-13,导致今天行星大气中这种同位素的比例更高。"该团队说,未来对系外行星的同位素测量可以帮助我们更好地了解它们的发展和演变。这项研究发表在《自然》杂志上。
05

物理学家首次报告了对太阳电场的准确测量结果


天文学家和物理学家研究太阳已经有很长一段时间了,尽管进行了大量的研究,但太阳中发生的许多事情还是一个谜。随着帕克太阳探测器越来越接近太阳,科学家们正在了解关于这颗我们赖以生存的恒星的新信息。爱荷华大学的物理学家发表的一项新研究报告,首次对太阳的电场进行了明确的测量。

该研究还提供了关于电场如何与太阳风相互作用的信息,太阳风是快速流动的带电粒子流,可以影响地球上的活动,包括卫星和通信。在他们的研究中,物理学家们计算了太阳电场中电子的分布。他们能够做到这一点要感谢帕克太阳探测器距离太阳0.1个天文单位,或900万英里以内。这一距离代表了历史上任何航天器所接近的最近距离。电子的分布使物理学家能够比以往任何时候都更精确地辨别我们母星电场的大小、广度和范围。研究员Jasper Halekas说,需要理解的关键点是,像这样的测量不可能从远离太阳的地方进行。它们只能在近处进行。他把试图从远处研究太阳的电场比作试图通过观察下游一英里处的河流来研究瀑布。测量是在距离太阳0.1个天文单位的地方进行的,这就像实际在瀑布中一样。在离我们的母星那么远的地方,太阳风仍然在加速。太阳的电场来自于质子和电子的相互作用,这些质子和电子是在太阳内部核聚变产生的强热中被撕开而产生的。在这种环境中,质量比质子小1800倍的电子被吹向外部,因为它们比它们更重的质子兄弟姐妹受到的引力限制要小,当电子试图逃跑时,质子也试图将它们拉回来。在逃跑的电子和没有逃跑的电子之间有一个能量界限,这可以被测量出来。由于离太阳如此之近,研究人员能够在更远的地方发生碰撞、扭曲边界和掩盖电场之前对电子的分布进行精确测量。
06

NASA准备发射近地小行星侦察航天器NEA Scout


美国宇航局目前正在研究将在Artemis I上发射的任务之一。该任务被称为近地小行星侦察兵或NEA侦察兵。美国宇航局的工程师已将NEA Scout塞入佛罗里达州肯尼迪航天中心的太空发射系统火箭内。该航天器是搭乘Artemis I进入轨道的几个次级载荷之一。

Artemis I是SLS和猎户座航天器的首次综合飞行。NEA Scout是一个小型航天器,大约有鞋盒那么大,被包装在连接SLS火箭和猎户座航天器的适配器环上的分配器里。Artemis I任务是无人驾驶的,可以为多个立方体卫星提供深空运输,这为像NEA Scout和其他航天器提供了到达月球和其他地方的机会。
NEA Scout是一个值得关注的航天器,因为它是第一个使用太阳帆推进的星际任务。美国国家航空航天局已经在地球轨道上进行了多次太阳帆测试,并准备展示这种新型的推进方式可以用于前往新的地方并进行科学考察。航天器使用不锈钢合金吊杆来展开一个比人的头发还细、面积就像壁球场大小的铝涂层塑料薄膜帆。

这面巨大的帆面积通过反射太阳光产生推力,光子在太阳帆上反弹,给它一个温和但持续的推力。随着时间的推移,持续的推力可以将航天器加速到非常高的速度,使其能够在太空中航行并追上其目标小行星。这种类型的推进器对于无法携带大量传统火箭燃料的小型和轻型航天器特别有用。NEA Scout将开始为期两年的旅程,前往一颗近地小行星,并配备了一台科学级相机,以捕捉小行星的图像,分辨率低至每像素4英寸。这些数据将帮助科学家们更好地了解直径小于100米的一类较小的小行星,这些小行星以前还没有被探索过。





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