【天文宇宙】从未见过的无线电波被探测到来自近距离的恒星和遥远的星系;“毅力”号将尝试第二次采集火星样本

2021-8-22 00:13| 发布者: xxxxxxxxx| 查看: 10141| 评论: 0

摘要: ▼如何开采月球的水资源？NASA挑战赛结束：13支团队获50万美元奖金NASA“毅力”号将尝试第二次采集火星样本希望岩石不会“碎裂”Relativity将其Terran 1火箭的演示发射时间推迟到2022年年初科学家从地球上获得小行 ...

▼

如何开采月球的水资源？NASA挑战赛结束：13支团队获50万美元奖金
NASA“毅力”号将尝试第二次采集火星样本希望岩石不会“碎裂”
Relativity将其Terran 1火箭的演示发射时间推迟到2022年年初
科学家从地球上获得小行星Psyche表面温度的最高分辨率测量值
从未见过的无线电波被探测到来自近距离的恒星和遥远的星系
NASA的实验性小行星撞击重定向装置：DART离发射越来越近

关注视频号，发现更多精彩

如何开采月球的水资源？NASA挑战赛结束：13支团队获50万美元奖金

美国宇航局（NASA）重启月球开发计划，但要在这颗地球卫星上建立更永久的存在需要更多新的技术。如果要在月球长期生活，必须要解决的一个问题就是水。虽然月球上存储了大量的冰水，但如何开采和利用它成为了一个难题。

为此在去年 11 月，NASA 启动了名为“Break the Ice Lunar Challenge”（破冰月球挑战赛）。希望邀请全球各方的人才集思广益，解决人类在月球生存所需的水资源。这些水资源像冰一样被困在位于月球两极的黑暗寒冷的陨石坑中。
与在地球上挖掘冰相比，冰冷的风化层（月球尘埃）提出了独特的挑战，其中最重要的原因是风化层锋利而凌乱的特性。除此之外，月球上最大的冰层风化层位于永久黑暗的陨石坑中，导致能见度问题，而且温度极低。在今天结束的挑战更新中，美国宇航局透露，共有 13 支团队赢得了 500,000 美元的奖金，其中最大的奖项是佛罗里达州的 Redwire Space，奖金为 125,000 美元。该团队提出了一个两辆漫游车的概念，该概念将涉及该公司的 L-Rex 挖掘机来收集冰，由 L-Tran 运输和存放。其他获得较少奖励的团队包括科罗拉多矿业学院、Austre Engineering、Aurora Robotics、Rocket M、Team AA-Star 等。在这 13 名获奖者中，倒数 10 名——每人将获得 25,000 美元——提出了 NASA 所说的“可行和创新的想法”，它可能会在不久的将来发现有益的想法。

NASA“毅力”号将尝试第二次采集火星样本希望岩石不会“碎裂”

美国宇航局（NASA）的“毅力”号火星车正准备在未来几周内再次尝试采集火星岩石样本，因为本月早些时候的第一次尝试没有达到工程师的预期效果。工程师们表示，漫游车的取样臂起作用了，但是取样管却空了。

现在，这个于2月登陆火星的漫游车将驶向一个名为CitaDELLe的新地点，第二次尝试采集其第一个岩石样本。这一次，为了确保真正收集到样品，工程师们将等待样品管的图像回来，然后对其进行处理并将其存放在火星车的样品收集容器中。“我们只是超级兴奋，硬件从头到尾没有任何故障地工作。然后是那个惊喜--‘没有样品？你说没有样本是什么意思？’”NASA“毅力”号团队的采样和缓存总工程师Louise Jandura谈到8月5日的第一次尝试时说。“所以很快，在了解这个情况之后，我们开始做调查。”“毅力”号的采样钻头挖到的岩石并不像科学家们想象的那样坚固。原本应该是一个相当坚固的岩芯，结果却变成了从漫游者采样管中滑出的碎粉。在发现采样管是空的之后，任务人员利用漫游车的相机分析了“毅力”号钻出的洞的残留物。他们认为洞口周围的尘土堆和洞口底部的一些物质是滑出的东西。

NASA喷气推进实验室的项目经理Jennifer Trosper周四在一篇博文中写道：“这块岩石根本不是我们要找的那种岩石。尽管我们已经在地球上一系列不同的测试岩石中成功地获得了100多个岩芯，但在我们的测试套件中，我们还没有遇到过表现得如此之好的岩石。”“毅力”号的七英尺、五个关节的取样臂从漫游车的前面伸向感兴趣的岩石，末端有一个大鞋盒大小的“炮塔”，重达100磅。该“炮塔”装有一个空心钻头，正式名称为旋转冲击钻头，钻进岩石并将材料截留在一个管子里，这些材料被放回火星车并在另一个管子里进行处理，直到准备好被留在火星表面的某个地方。“毅力”号第一次采样尝试使用的钻头是用来收集岩芯的。火星车的9个钻头中，有一些更适合于收集灰岩--工程师在第一次取样尝试中意外遇到的更加碎裂的、类似泥土的材料。

“毅力”号的任务是收集多达35个火星岩石样本，这是三管齐下的努力的第一站，即在2030年代的某个时候将这些样本送回地球。这些岩石被装在细小的粉笔大小的样品管中，将代表人类有史以来第一次采集并送回地球的原始火星样品。“毅力”号将把这些管子留在火星表面的某个地方，让NASA机器人收集并发射到火星轨道上，由欧洲航天局建造的另一个航天器将捕捉并携带它回家。NASA的工程师们花了近十年的时间来设计和建造火星车的取样系统，“毅力”号的首席工程师 Adam Steltzner将其描述为 “我们知道如何建造的最复杂、最精密的东西”。

Relativity将其Terran 1火箭的演示发射时间推迟到2022年年初

3D火箭打印公司Relativity Space已将其轻型Terran 1火箭的演示发射日期从2021年冬季推迟到2022年年初。该公司在Twitter上宣布了更新的时间表，同时还确认发射将在佛罗里达的卡纳维拉尔角进行。

Relativity还表示，第二阶段通过了低温压力和流体力学屈曲测试。第一阶段的结构测试将随后进行。推迟发射的消息是在Twitter公司称Terran 1将在今年冬天发射后仅两个月传出的。执行轨道演示飞行的火箭将不携带任何有效载荷，但该公司已经安排在6月22日进行第二次发射。该火箭将携带CubeSats到低地球轨道，作为NASA风险级发射服务示范2（VCLS Demo 2）合同的一部分。

该公司的一位发言人告诉TechCrunch，发射日期被推迟的原因"没有一个单一原因"。"在过去的一年里，Relativity即完善了Terran 1的架构，开发了一个全新的引擎并升级了材料，而COVID-19大流行则放慢了一些进程，"该发言人补充说。"他们将示范发射更新到2022年年初，以便他们能够更好地与合作伙伴协调。"这次发射将标志着世界上第一枚完全3D打印的火箭的发射。Relativity的技术已经获得了投资者相当大的兴趣--以至于它的估值在今年夏天的一轮6.5亿美元的融资后跃升至42亿美元。除了Terran 1之外，该公司还在开发第二种重载、完全可重复使用的火箭，它被称为Terran R，旨在最早于2024年发射该火箭。

科学家从地球上获得小行星Psyche表面温度的最高分辨率测量值

对美国宇航局（NASA）打算在2026年访问的小行星灵神星(Psyche)的毫米波长发射的仔细检查，产生了该天体表面温度的最高分辨率测量值，为其表面特性提供了新的见解。2021年8月5日发表在《行星科学杂志》（PSJ）上的一篇论文描述了这一发现，是朝着解决这一不寻常天体的起源之谜迈出的一步，一些人认为它是一颗命运多舛的原行星的核心部分。

Psyche在小行星带中围绕太阳运行，这是地球和木星之间的一个甜甜圈状的空间区域，包含100多万个岩石星体，直径从10米到946公里不等。Psyche的直径超过200公里，是最大的M型小行星，这是一类神秘的小行星，被认为富含金属，因此有可能是太阳系形成时解体的原行星的核心碎片。加州理工学院行星科学和天文学助理教授、PSJ文章的主要作者Katherine de Kleer表示：“早期太阳系是一个充满‘暴力’的地方，因为行星体凝聚在一起，然后在围绕太阳的轨道上相互碰撞。我们认为这些天体的核心、地幔和地壳的碎片以小行星的形式保留至今。如果这是真的，它给了我们唯一真正的机会来直接研究类似行星的天体的核心。”

研究这种离地球如此之远的相对微小的天体（Psyche“漂移”的距离在离地球1.795亿到3.29亿公里之间）对行星科学家来说是一个巨大的挑战，这就是美国宇航局（NASA）计划向Psyche发送一个探测器以近距离检查它的原因。通常情况下，从地球上进行的热观测--测量一个天体本身发出的光，而不是从该天体上反射的太阳光--都是红外波长的，只能产生小行星的一像素图像。然而，这一像素确实揭示了很多信息；例如，它可以被用来研究小行星的热惯性，或者它在阳光下升温和在黑暗中降温的速度。“低热惯性通常与尘埃层有关，而高热惯性可能表明表面有岩石，”加州理工学院的Saverio Cambioni说，他是行星科学的博士后学者和PSJ文章的共同作者。“然而，辨别一种景观和另一种景观是很困难的。”在一天中的许多时间观察每个地表位置的数据提供了更多的细节，导致了受制于较少的模糊性的解释，并在航天器到达之前对景观类型提供了更可靠的预测。

De Kleer和Cambioni与共同作者宾州布鲁姆斯堡大学的Michael Shepard一起，利用2013年全面投入使用的智利阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ ALMA）来获得这些数据。这个由66个射电望远镜组成的阵列使研究小组能够以30公里的分辨率绘制Psyche整个表面的热辐射图（每个像素覆盖到的范围大约是30公里×30公里），并生成一个由大约50个像素组成的小行星图像。这是可能的，因为ALMA以毫米级的波长观测Psyche，这比红外波长（通常在5到30微米之间）更长（从1到10毫米不等）。使用更长的波长使研究人员能够将从66个望远镜收集到的数据结合起来，形成一个更大的有效望远镜；望远镜越大，它产生的图像的分辨率就越高。

该研究证实，与典型的小行星相比，Psyche的热惯性很高，表明Psyche有一个异常密集或导电的表面。当de Kleer、Cambioni和Shepard分析这些数据时，他们还发现Psyche的热辐射仅仅是具有这种热惯性的典型表面的预期的60%。因为表面辐射受到表面上是否存在金属的影响，他们的发现表明Psyche的表面不低于30%的金属。对发射的偏振分析帮助研究人员大致确定了该金属的形式。一个光滑的固体表面会发出组织良好的偏振光；然而，Psyche发出的光是散射的，这表明表面的岩石中掺有金属颗粒。de Kleer说：“多年来我们已经知道这类天体事实上不是固体金属组成，但是它们是什么以及它们如何形成的仍然是一个谜。这些发现加强了对Psyche表面组成的其他建议，包括Psyche可能是一个原始的小行星，它的形成比现在更接近太阳，而不是一个破碎的原行星的核心。”这项研究中描述的技术为小行星的表面组成提供了一个新的视角。该小组现在正在扩大其范围，将这些技术应用于小行星带的其他大型天体。这项研究是由宾州布鲁姆斯堡大学的 Michael Shepard领导的团队的一个相关项目促成的，该项目利用de Kleer的数据与其他望远镜的数据相结合，包括波多黎各的阿雷西博天文台，以确定Psyche的大小、形状和方向。这反过来又使研究人员能够确定哪些被捕获的像素实际上代表了小行星的表面。Shepard领导的团队原计划在2020年底再次观测Psyche，但由于电缆故障造成的损坏，望远镜在观测之前就关闭了。

从未见过的无线电波被探测到来自近距离的恒星和遥远的星系

科学家们在研究一个与我们的银河系相邻的星系体--大麦哲伦星系时，测量了数千颗附近的恒星和遥远的星系，这些恒星和星系以前从未在无线电波长上被识别过。在基尔大学博士生Clara M. Pennock和天体物理学讲师Jacco van Loon博士的带领下，这个国际研究小组利用澳大利亚平方公里阵列探路者（ASKAP）望远镜以无线电波长"拍摄"该云，并研究其中的恒星结构，拍摄了一些有史以来最清晰的该云的无线电图像。

大麦哲伦星系是一个与我们的银河系相邻的星系，被称为一个卫星矮螺旋星系。它距离地球约158200光年，是数千万颗恒星的家园。
由于它靠近银河系，它为研究人员提供了一个很好的基准，如恒星如何形成和星系如何结构等基本问题。研究人员不仅拍摄了有史以来最清晰的云层射电图像，而且在分析过程中，他们还研究了形成云层结构的恒星本身，包括塔兰图拉星云，这是最活跃的恒星形成区域之一。此外，他们还研究了新探测到的来自背景中的遥远星系以及来自银河系中的恒星的无线电发射。这项研究结果发表在《皇家天文学会月刊》上，是宇宙演化图（EMU）早期科学项目的一部分，该项目将观测整个南部天空，预计将探测到大约4000万个星系。这些数据最终将被用来为研究人员提供一个更清晰的图像，说明星系和它们的恒星是如何在整个时期内演变的。主要作者基尔大学的Clara M. Pennock说。"锐利而敏感的新图像揭示了我们以前从未见过的数以千计的无线电源。其中大多数实际上是大麦哲伦云之外数百万甚至数十亿光年的星系。我们通常看到它们是因为它们中心的超大质量黑洞，这些黑洞可以在所有波长下被探测到，特别是射电。但是我们现在也开始发现许多星系，其中的恒星正在以巨大的速度形成。将这些数据与之前来自X射线、光学和红外望远镜的观测相结合，将使我们能够对这些星系进行非常详细的探索。"基尔大学天体物理学研究员Jacco van Loon博士说。"由于这么多的恒星和星云挤在一起，图像清晰度的提高对于发现LMC中的射电发射恒星和紧凑型星云起到了很大的作用。我们看到了各种各样的射电源，从个别新生的恒星到像太阳这样的恒星死亡后产生的行星状星云。"共同作者、来自澳大利亚悉尼麦考瑞大学的Andrew Hopkins教授是EMU调查的负责人，他补充说："看到这些来自EMU早期观测的令人兴奋的结果，我们感到很高兴。EMU是一个令人难以置信的雄心勃勃的项目，其科学目标从了解恒星和星系的演变到暗物质和暗能量的宇宙学测量，以及更多。这项早期工作的发现显示了ASKAP望远镜在大面积天空中提供敏感图像的能力，为整个EMU调查可能揭示的内容提供了诱人的一瞥。这项调查对我们设计主要调查至关重要，我们预计将在2022年初开始。"

NASA的实验性小行星撞击重定向装置：DART离发射越来越近

美国宇航局一直在努力开展多项实验性质的任务，其中一项任务名为DART。本月早些时候，该航天器正坐在其洁净室的中间，其太阳能电池阵列被盘绕在航天器两侧的一对圆柱体中。随着DART离发射越来越近，美国宇航局开始对公众谈论将用于该任务的一些技术。

该航天器的面板下有一个被称为Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Optical（DRACO），翻译为“用于光学导航的Didymos侦察和小行星照相机 (DRACO) ”的成像装置。工程师们非常接近于完成对航天器的整合，使其离发射又近了一步。DART是现有技术和新技术的有趣组合，其中一些技术是首次在航天器上展示。DART，即双小行星重定向测试装置是一个实验性的航天器，旨在帮助美国宇航局确定该装置的冲击动能是否可以重定向小行星。美国宇航局和世界各地的其他机构正在努力研究技术，如果检测到一颗小行星与地球相撞，他们将能够使其转向。这项任务将看到DART以大约每小时15000英里的速度直接飞向一颗较小的小行星。撞击的目的是改变小行星的路线，并确定撞击是否足以使小行星改变方向。美国宇航局跟踪各种天体，并已确定所有潜在的危险小行星中约有40%的大小超过459英尺。虽然像DART这样的小型航天器不可能使对我们的星球构成重大危险的非常大的小行星转向，但在较小的小行星上进行尝试，可以显示该技术是否根本可行。DRACO是这项任务的一个关键仪器，它将捕捉名为Dimorphos的目标小行星的图像。在它捕捉到的图像中，将有最后一秒钟瞥见它自己在小行星上的撞击点，美国宇航局说这对确定任务的有效性至关重要，该航天器的目标距离地球约680万英里。