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【天文宇宙】3900光年长的氢丝 :天文学家发现银河系中最大结构Maggie;古老的太空尘埃分析或可解开地球水的起源之谜

天文知识 2022-1-23 22:31 30314人浏览 0人回复
摘要

▼NASA太阳动力学观测站捕捉到不久前爆发M5.5级中级耀斑古老的太空尘埃分析或可解开地球水的起源之谜NASA“毅力号”火星车成功清理堵塞其采样系统的鹅卵石哈勃望远镜发现一个黑洞正在“孕育”新的恒星NASA局长:Arte ...






  1. NASA太阳动力学观测站捕捉到不久前爆发M5.5级中级耀斑


  2. 古老的太空尘埃分析或可解开地球水的起源之谜


  3. NASA“毅力号”火星车成功清理堵塞其采样系统的鹅卵石


  4. 哈勃望远镜发现一个黑洞正在“孕育”新的恒星


  5. NASA局长:Artemis登月计划可能不会早于2025年


  6. 令人震惊的照片显示一朵巨大的等离子体烈焰从太阳中逸出


  7. 3900光年长的氢丝 :天文学家发现银河系中最大结构Maggie


  8. NASA发视频介绍小行星撞击地球会发生的真实情况


  9. 频率一致的小行星碰撞使之前对火星环形山的认识发生变


  10. 为未来的宇航员提供食物:NASA“深空食品挑战赛”进入第二阶段


  11. NASA“毅力号”火星探测器团队讲述如何倒出卡在设备里的火星鹅卵石


  12. NASA微型太阳帆探测器NEA Scout将追赶和观测袖珍小行星


  13. 由于恶劣天气 SpaceX货运“龙”飞船离开空间站的时间被推迟了




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01

NASA太阳动力学观测站捕捉到不久前爆发M5.5级中级耀斑


2022年1月20日,太阳发出了一个中级太阳耀斑,在美国东部时间凌晨1点01分达到顶峰。美国宇航局的太阳动力学观测站不断观察太阳,捕捉到该事件的图像。太阳耀斑是强大的能量迸发。耀斑和太阳爆发可以影响无线电通信、电网、导航信号,并对航天器和宇航员构成风险。



这个耀斑被分类为M5.5级耀斑。关于耀斑如何分类的更多信息在这里:
https://www.swpc.noaa.gov/phenomena/solar-flares-radio-blackouts
要想知道这样的空间天气如何影响地球,请访问NOAA的空间天气预测中心,这是美国政府的空间天气预报、观察、警告和警报的官方来源:http://spaceweather.gov/
美国航空航天局作为国家空间天气工作的研究部门,通过一系列航天器组合不断观察太阳和我们的空间环境,研究从太阳的活动到太阳大气层,以及地球周围空间的粒子和磁场的一切。
02

古老的太空尘埃分析或可解开地球水的起源之谜


一个国际科学家团队可能已经解决了关于地球水的起源的一个关键之谜,因为他们发现了有说服力的新证据。在最近发表在《自然-天文学》杂志上的一篇论文中,一个来自英国、澳大利亚和美国的研究小组描述了对一颗古老小行星的新分析。该研究表明,当地球形成时,外星尘埃颗粒将水带到了地球。

颗粒中的水是由空间风化作用产生的,这个过程中来自太阳的带电粒子被称为太阳风,改变了颗粒的化学成分,产生了水分子。这一发现可以回答一个长期存在的问题,即富含水的地球是如何获得覆盖其表面70%的海洋的--远远超过我们太阳系中任何其他岩石行星。它也可以帮助未来的太空任务在没有空气的世界上找到水源。行星科学家们几十年来一直对地球海洋的来源感到困惑。一种理论认为,一种被称为C-型小行星的载水空间岩石可能在46亿年前地球形成的最后阶段将水带到了地球。为了检验这一理论,科学家们之前分析了C-型小行星大块的同位素“指纹”,这些小行星作为富含水的碳质球粒陨石落在地球上。如果陨石水中的氢和氘的比例与地球上的水相匹配,科学家就可以得出结论,C-型陨石可能是来源。结果并不那么明确。虽然一些富含水的陨石的氘/氢“指纹”确实与地球上的水相匹配,但许多却不是。平均而言,这些陨石的液体“指纹”与在地球地幔和海洋中发现的水并不一致。相反,地球有一个不同的、略微浅的同位素“指纹”。换句话说,虽然地球上的一些水来自C-型陨石,但形成中的地球必须从至少一个同位素较轻的来源获得水,而这个来源来自太阳系的其他地方。格拉斯哥大学领导的团队使用了一种称为原子探针断层扫描的先进分析方法,仔细检查了来自不同类型的太空岩石的样本,即S-型小行星,它们的轨道比C-型小行星更靠近太阳。他们分析的样本来自一颗名为“Itokawa”的小行星,这些样本由日本空间探测器隼鸟号收集,并在2010年返回地球。原子探针断层扫描使研究小组能够一次测量颗粒的原子结构,并检测单个水分子。他们的发现表明,大量的水是在“Itokawa”的尘埃大小的颗粒的表面下通过空间风化作用产生的。早期的太阳系是一个非常多尘的地方,提供了大量的机会在空间尘埃粒子的表面下产生水。研究人员认为,这种富含水的尘埃会与C-型小行星一起降到早期地球上,作为地球海洋的一部分。

格拉斯哥大学地理和地球科学学院的Luke Daly博士是该论文的主要作者。Daly博士说:“太阳风是主要由氢离子和氦离子组成的流,从太阳不断地流向太空。当这些氢离子碰到像小行星或空间尘埃粒子这样的无空气表面时,它们会渗透到表面以下几十纳米的地方,在那里它们可以影响岩石的化学成分。随着时间的推移,氢离子的“空间风化”效应可以从岩石中的材料中喷出足够的氧原子,从而产生水--被困在小行星的矿物中。”“最重要的是,这种由早期太阳系产生的太阳风衍生的水在同位素上是轻的。这强烈地表明,被太阳风吹动并在数十亿年前被卷入形成中的地球的细粒尘埃,可能是该行星缺失的水库的来源。”科廷大学地球和行星科学学院的特聘教授、该论文的共同作者Phil Bland教授说:“原子探针断层扫描让我们能够令人难以置信地详细观察Itokawa上尘埃颗粒表面的前50纳米左右的内部,它以18个月的周期绕太阳运行。它使我们能够看到,这块经过空间风化的边缘碎片含有足够的水,如果我们把它放大,每立方米的岩石将达到约20升。”共同作者、普渡大学地球、大气和行星科学系的Michelle Thompson教授补充说:“如果没有这项杰出的技术,这种测量根本不可能实现。它让我们对漂浮在太空中的微小尘埃颗粒如何帮助我们平衡地球水的同位素组成,并为我们提供新的线索,以帮助解决其起源之谜,有了非凡的见解。”研究人员非常谨慎地确保他们的测试结果是准确的,用其他来源进行了额外的实验来验证他们的结果。

Daly博士补充说:“科廷大学的原子探针断层扫描系统是世界级的,但它从未真正用于我们在这里进行的那种氢气分析。我们想确保我们看到的结果是准确的。我在2018年的月球和行星科学会议上介绍了我们的初步结果,并询问在场的任何同事是否会用他们自己的样品帮助我们验证我们的发现。令我们高兴的是,美国宇航局约翰逊航天中心和夏威夷大学马诺阿分校、普渡大学、弗吉尼亚大学和北亚利桑那大学、爱达荷州和桑迪亚国家实验室的同事都表示愿意提供帮助。他们给我们提供了用氦和氘而不是氢辐照的类似矿物的样本,从这些材料的原子探测结果中,我们很快就清楚地看到,我们在Itokawa看到的是外星的东西。”“在这项研究中提供支持的同事们真的相当于一个研究空间风化的‘梦之队’,所以我们对我们所收集的证据感到非常兴奋。它可以打开一扇大门,让我们更好地了解早期太阳系的样子,以及地球及其海洋是如何形成的。”论文的共同作者、夏威夷大学马诺阿分校的John Bradley教授补充说:“就在十年前,太阳风辐照与太阳系中水的起源有关,更不用说与地球海洋有关的概念,会受到怀疑的欢迎。通过首次显示水在小行星表面就地产生,我们的研究建立在不断积累的证据之上,即太阳风与富氧尘粒的相互作用确实产生了水。”“由于在行星吸积开始之前整个太阳星云中丰富的尘埃不可避免地被辐照,这种机制产生的水与行星系统中水的起源以及地球海洋的同位素组成直接相关。”他们对空间风化表面可能包含多少水的估计,也表明未来的太空探索者可以在即使是最看似干旱的行星上制造水的供应。研究共同作者、夏威夷大学马诺阿分校的Hope Ishii教授说:“未来人类太空探索的问题之一是宇航员如何找到足够的水来维持他们的生命并完成他们的任务,而不在他们的旅途中携带。”“我们认为可以合理地假设,在Itokawa上产生水的相同空间风化过程将在某种程度上发生在许多没有空气的世界上,如月球或小行星 Vesta。这可能意味着,太空探险家很可能能够直接从行星表面的尘埃中加工出新鲜的水供应。想到形成行星的过程可以帮助支持人类在地球以外的生活,这是令人激动的。”Daly博士补充说:“美国宇航局的Artemis项目正着手在月球上建立一个永久基地。如果月球表面有一个类似的水库,由这项研究在Itokawa上发现的太阳风提供水源,它将代表一个巨大而宝贵的资源,有助于实现这一目标。”
03

NASA“毅力号”火星车成功清理堵塞其采样系统的鹅卵石


美国宇航局(NASA)的“毅力号”火星车在去年年底在采样过程中遭遇问题,当时一些鹅卵石致使该漫游车无法将装满岩石的样品管转移到其内部处理系统。这意味着漫游车团队不得不创造性地清除堵塞物。

这个问题发生在漫游车的 bit carousel转盘上,该转盘将样品管传递到里面进行处理。作为一项测试,NASA命令漫游车旋转转盘。它起作用了:上面的两个鹅卵石成功被移除。“毅力号”副经理Rick Welch在周五的任务更新中写道:“这是一个好消息,因为这些小块的碎片被认为是导致12月29日钻头和样品管未能成功转移到旋转轴的原因。”NASA在Twitter上发布了一张GIF图片,显示了钻头转盘的前后视图。其中可以看到最大的鹅卵石现在是如何被清理出来的。




虽然仍然有少量的碎片,但它可能不会对采样过程造成任何问题,当漫游车移动时,这些碎片可能会掉出来。清理鹅卵石只是该漫游车需要完成的其中一项任务。该团队还决定,明智的做法是将任何剩余的岩石从采样管中清空,以便在需要时可以重新用于新的样本。由于团队尝试了不同的清理管子的方法,包括将其对准地面,因此这项实验需要付出一些努力。Welch说:“在管子的开口端仍然指向地面的情况下,我们基本上把它摇晃了208秒--通过钻头上的敲击功能。”该漫游车检查了它的成果,发现了地面上的一些岩石碎片。后续的图像显示,这个管子可以重新使用,可能用于重新对引发卵石问题的原始岩石进行取样。收集岩石样本是“毅力号”工作的一个关键部分。NASA正在计划一个未来的后续任务,以收集样本并将其带回地球进行研究。
04

哈勃望远镜发现一个黑洞正在“孕育”新的恒星


天文学家们终于捕捉到了一个黑洞在Henize 2-10星系中“孕育”新恒星的景象。这个超大质量的黑洞位于大约3400万光年之外。天文学家利用哈勃望远镜注意到这个黑洞。天文学家们根据他们的观察结果进行了一项研究。这项研究于1月下旬发表在《自然》杂志上。

许多人认为黑洞是一种破坏性的力量。虽然过去经常是这样,但新的证据表明黑洞在新恒星的发展中也起到了一定的作用。事实上,位于Henize 2-10星系中心的黑洞正在“孕育”新的恒星,而不是吞噬它们。“十年前,作为一名研究生,我认为我的职业生涯将用于研究恒星的形成,我看了来自Henize 2-10的数据,一切都改变了,”新研究的主要调查员Amy Reines在一份声明中写道。“从一开始我就知道在Henize 2-10中发生了一些不寻常和特别的事情。”根据Reines的说法,哈勃望远镜提供的该星系的最新截图显示,“孕育”新恒星的黑洞目前正在喷出气体,以每小时约100万英里的速度移动。因为这里的黑洞比较小,所以流出的气体比那些在较大的星系中发现的气体移动得慢。Reines和其他人说,这就是导致新恒星形成的原因。这项研究很重要的一个原因是,它将使人们更加关注较小的黑洞。虽然没有一些同类的黑洞那么大,但这些较小的超大质量黑洞仍然有非常明显的作用。Reines说,像Henize 2-10中的黑洞提供了一些有希望的可能线索。矮星系黑洞可以让我们模拟看看这些空间实体的实际形成方式。“第一个黑洞的时代不是我们能够看到的,”Reines说。“因此,这真的成为一个大问题:它们从哪里来?矮星系可能保留了一些关于黑洞‘播种’情景的记忆,否则就会被时间和空间所淹没。”
05

NASA局长:Artemis登月计划可能不会早于2025年


距离阿波罗11号登陆月球已经过去了50多年,但美国宇航局(NASA)有计划改变这种状况。该机构的“阿尔忒弥斯”(Artemis)计划旨在在未来几年内使用全新的火箭和太空舱系统将人类送入月球南极进行探索。但实现这一宏伟目标的过程并不是一帆风顺的。尽管在2019年宣布人们将在五年内回到月球,但现实却变得相当复杂。去年11月,NASA将载人登月的日期推后了。

据《卫报》报道,NASA局长比尔·纳尔逊将延误的部分责任归咎于国会,说他们没有分配足够的资金来支付任务所需的大量费用,如开发月球登陆器。亚马逊创始人杰夫·贝索斯的蓝色起源公司的法律挑战也造成问题,该公司声称NASA选择竞争对手SpaceX开发登陆系统的过程是不公平的。然而,蓝色起源公司最终败诉,因此SpaceX将继续进行着陆器的开发。Artemis任务的最初目标是在2024年前让人类登陆月球,但这个目标被广泛认为是不现实的。新的目标是最早在2025年之前让无人驾驶的航天器登陆月球,这是个更容易实现的时间框架。纳尔逊说:“尽可能快速和安全地返回月球是机构的优先事项。然而,由于最近的诉讼和其他因素,Artemis计划下的首次人类登月可能不会早于2025年。”Artemis计划将由一系列任务组成,首先是一次非载人的Artemis I 任务,以测试NASA的新火箭和航天器,最终将载人。在Artemis I中,太空发射系统火箭和猎户座太空舱将被发射,并被送入绕月轨道六天后返回。紧随其后的是Artemis II任务,目标是在2024年进行,这将是同一太空舱和火箭的载人试飞,乘员将绕月飞行,然后返回地球。人类将再次踏上月球的重大任务是Artemis III,目标是在2025年进行。一个特殊的着陆器将把宇航员从轨道上带到月球表面,他们将在那里待上一周左右,然后返回地球。除此之外,NASA还计划进行进一步的任务,以建立Lunar Gateway空间站,并在月球上建立基础设施,如栖息地、漫游车和科学设备。虽然所有这些都将是昂贵的。纳尔逊说:“展望未来,NASA计划在未来至少进行10次登月,该机构需要从2023年的预算开始,为未来的登月器竞争大幅增加资金。”目前,NASA正在推进Artemis I核心级的测试,最近该机构正在进行工程测试,以确保火箭为其任务做好准备。
06

令人震惊的照片显示一朵巨大的等离子体烈焰从太阳中逸出


一位天体摄影家最近成功拍摄到了太阳表面的"等离子体树",这棵"树"本身的高度超过80000英里。据拍下珍贵瞬间的天体摄影师安德鲁·麦卡锡说,图像中的现象由太阳磁场拉走的等离子体造成的,这并不是麦卡锡第一次成功捕捉到太阳的一些华丽的照片。早在12月,他结合了超过15万张图片来制作一张300万像素的太阳照片。这让我们看到了位于我们银河系中心的这颗恒星的惊人面貌。不过,这张新照片向我们展示了发生在太阳表面的一个鲜为人知的现象。

你可以在麦卡锡的Instagram和Twitter上查看等离子体树的照片。麦卡锡在他的网站上也有几张照片对外销售。他是在1月12日从自家后院拍摄到这张照片的,所以从拍摄到现在已经有几个星期了。值得注意的是,用望远镜捕捉太阳的照片是非常危险的。图片作者已经多次谈到将望远镜对准太阳所带来的危险,最近在一条推文中展示了用望远镜对准太阳可能对观测者的眼睛产生影响。因此,如果没有适当的设备,任何人都不应该尝试捕捉和观察这样对着太阳的镜头。


尽管是我们生活中如此重要的一部分--地球居民在很多方面都依赖太阳--但对距离我们最近的恒星仍有很多不了解的地方。事实上,就在去年,人类成功地让一个航天器穿过了太阳大气层的外层。这使我们能够"触摸到太阳",即使它是一个比字面意思更形象的例子。现在,通过这样的照片,我们可以看到像等离子体树这样壮观的场景。
07

3900光年长的氢丝 :天文学家发现银河系中最大结构Maggie


大约138亿年前,我们的宇宙在一次巨大的爆炸中诞生,由此产生了第一批亚原子粒子和我们所知的物理定律。大约37万年后,氢形成了,这是恒星的组成部分,恒星在其内部融合氢和氦进而创造出所有较重的元素。

虽然氢仍是宇宙中最普遍的元素,但在星际介质(ISM)中检测单个的氢气云可能非常困难。这使得研究恒星形成的早期阶段变得很困难,这将提供有关星系和宇宙进化的线索。由马克斯-普朗克天文研究所(MPIA)的天文学家领导的一个国际小组最近注意到我们银河系中的一个巨大的原子氢气丝。这个结构被命名为Maggie,位于约55000光年之外(在银河系的另一边),这是我们银河系中迄今为止观察到的最长的结构之一。相关研究报告已发表在《Astonomy & Astrophysics》上。据悉,这项研究由MPIA的博士生Jonas Syed领导。与他一起工作的还有来自维也纳大学、哈佛-史密森天体物理学中心(CfA)、马克斯-普朗克射电天文研究所(MPIFR)、卡尔加里大学、海德堡大学、天体物理学和行星科学中心、阿吉兰德天文学研究所、印度科学研究所和美国宇航局喷气推进实验(JPL)的研究人员。这项研究基于HI/OH/Recombination line survey of the Milky Way(THOR)获得的数据展开。THOR是一个依靠新墨西哥州卡尔-G-扬斯基甚大天线阵(VLA)的观测计划。这个项目利用VLA的厘米波无线电天线研究分子云的形成、原子氢向分子氢的转化、星系的磁场及其他与ISM和恒星形成有关的问题。最终目的是确定两种最常见的氢同位素是如何汇聚到一起并形成密集的云层,从而形成新的恒星。这些同位素包括原子氢(H)--由一个质子、一个电子和没有中子组成--以及分子氢(H2),由两个氢原子通过共价键连接在一起组成。只有后者凝结成相对紧凑的云,进而将发展出结霜的区域并最终出现新的恒星。

原子氢如何过渡到分子氢的过程在很大程度上仍是未知的,这使得这个超长的丝状物成为一个特别令人兴奋的发现。已知最大的分子气体云的长度通常为800光年左右,然而Maggie的长度却有3900光年,宽度为130光年。正如Syed在MPIA最近的一份新闻稿中说的那样:“这个丝状物的位置促成了这一成功。我们还不知道它到底是如何到达那里的。但这个丝状物在银河系平面下延伸了约1600光年。观测还使我们能够确定氢气的速度。这使我们能够表明,沿着灯丝的速度几乎没有差别。”研究小组的分析表明,丝状物中的物质的平均速度为54Km/s-1,他们主要通过测量其跟银河系盘的旋转来确定。这意味着波长为21厘米的辐射(又称“氢线”)在宇宙背景下是可见的从而使该结构清晰可辨。“观测还使我们能够确定氢气的速度,”THOR的负责人和该研究的共同作者Henrik Beuther说道,“这使我们能够表明,沿着灯丝的速度几乎没有差别。”

由此,研究人员得出结论,Maggie是一个连贯的结构。这些发现证实了维也纳大学的天体物理学家、该论文的共同作者Juan D. Soler一年前的观察。当他观察到这根丝状物时,他以他的家乡哥伦比亚最长的河流命名:Río Magdalena(英译:Margaret或 Maggie)。虽然在Soler早期对THOR数据的评估中,Maggie是可以识别的,但只有目前的研究毫无疑问地证明了它是一个连贯的结构。根据以前发表的数据,研究小组还估计,按质量分数计算,Maggie含有8%的分子氢。经过仔细检查,研究小组注意到,气体在沿着丝状物的不同位置汇聚,这使他们得出结论,氢气在这些位置积聚成大型云团。他们进一步推测,原子气体在这些环境中会逐渐凝结成分子形式。“然而许多问题仍未得到解答,”Syed补充道,“我们希望能给我们提供更多关于分子气体部分的线索的更多数据已经在等待分析了。”幸运的是,几个天基和地基观测站将很快投入使用,这些望远镜将在未来被配备来研究这些丝状物。这些包括詹姆斯-韦伯太空望远镜和像平方公里阵列这样的无线电勘测,这将使我们得以看到宇宙最早期的时期和我们宇宙中的第一批恒星。
08

NASA发视频介绍小行星撞击地球会发生的真实情况


如果你在今年圣诞节看了《不要抬头》,那么你可能是许多人中的一个想知道这部电影所提出的危险有多真实。地球真的会被小行星撞击吗?如果科学家真的发现一颗小行星向我们飞来他们会如何反应?为了回答这些问题,NASA本周发布了一段视频,小行星专家Kelly Fast博士讲述了如果一颗小行星威胁到我们的星球会发生什么。Fast指出,在小行星构成威胁之前,我们人类必须对其进行定位,因为小行星撞击将是一场可预防的自然灾害。NASA有一个叫做行星防御协调办公室(PDCO)的部门,致力于跟踪小行星并预测其未来的运动--包括是否有任何可能会跟地球发生碰撞。通过预测未来的威胁,这使得有几年甚至几十年的时间来启动偏转任务以改变小行星的路线,进而保证我们的安全。值得一提的是,每年确实有许多小行星跟地球相撞,但绝大多数都很小且在大气层中燃烧并形成流星。事实上,每天可能有多达成千上万的小碎片撞击地球,但我们的大气层可以保护我们免受这些碎片的影响。然而,有时较大的小行星会对地球上的一些地区造成重大威胁,如1908年著名的通古斯卡陨石撞击,当时一颗小行星在俄罗斯一个人口稀少的地区产生了巨大的爆炸。NASA保护地球计划

如果我们真的发现一颗大的小行星向地球飞去,那么我们也不必完全束手无策。NASA在一个被称为行星防御的领域有反小行星技术的计划。该机构最近启动的一项名为DART(双小行星重定向测试)的任务旨在采取一种不同寻常的太空任务方式:航天器将故意撞向一颗小行星以观察这是否能有效地改变一颗可能威胁地球的小行星的方向。DART所要撞击的小行星是一对小行星--Didymos和Dimorphos中的一个。这两颗都不会对我们地球构成威胁,所以没有必要担心。但NASA计划测试一下,如果真的有一颗危险的小行星在路上,他们能做些什么。据了解,DART将撞上两颗小行星中较小的那颗Dimorphos并试图使其脱离目前的轨道。该航天器的大小只有小行星1/100,所以这不是一项容易的任务。并且航天器还需要非常聪明,因为它将使用机载计算机来定位小行星并将自己指向它。DART于2021年11月发射,目前正在穿越太阳系并前往其小行星目标的途中。预计它将在2022年到达那里并试图进行碰撞。但这不会是任务的结束。研究人员希望近距离观察撞击的效果看看它到底是如何影响小行星的。因此,欧空局(ESA)正在研究另一个名为Hera的航天器,它将沿着DART的路径到达小行星对并收集关于碰撞效果的数据。据悉,Hera将于2024年发射,应该在2026年到达撞击现场。
09

频率一致的小行星碰撞使之前对火星环形山的认识发生变化


科廷大学的新研究证实,在过去6亿年里,小行星碰撞形成火星撞击坑的频率是一致的。这项研究发表在《地球和行星科学通讯》上,利用科廷大学以前开发的陨石坑检测算法分析了500多个大型火星陨石坑的形成,该算法从高分辨率图像中自动计算出可见的撞击坑。

尽管以前的研究表明小行星碰撞的频率出现过峰值,但来自科廷大学地球和行星科学学院的首席研究员Anthony Lagain博士说,他的研究发现,在数百万年中,小行星碰撞的频率根本没有什么变化。

该研究中已确定撞击日期的521个大型陨石坑群之一,这个40公里长的陨石坑群落的形成年龄是通过撞击发生后在其周围积累的小陨石坑的数量来估计的。这些小环形山的一部分显示在右边的月面上,所有这些环形山都是用该算法检测出来的,总共有超过120万个环形山被用来确定火星环形山的形成时间线。Lagain博士说,计算行星表面的撞击坑是准确确定地质事件日期的唯一方法,如峡谷、河流和火山,并预测未来碰撞的时间和规模。"在地球上,板块构造的侵蚀抹去了我们星球的历史。研究我们太阳系中仍然保存着早期地质历史的行星体,如火星,有助于我们了解我们星球的演变,"Lagain博士说。"陨石坑检测算法让我们对撞击坑的形成有了全面的了解,包括它们的大小和数量,以及制造它们的小行星碰撞的时间和频率。""过去的研究表明,由于碎片的产生,小行星碰撞的时间和频率有一个峰值,当大天体相互撞击时,它们会碎成碎片或残片,这被认为对撞击坑的产生有影响,我们的研究表明,碎片不太可能导致行星表面的撞击坑的形成发生任何变化"。共同作者和创建该算法的团队负责人格雷琴·贝内迪克斯教授说,该算法也可以被改编为适用于其他行星表面,包括月球。数以千计的月球陨石坑的形成现在可以被自动测定,并以更高的分辨率分析其形成频率,以调查其演变。这将为我们提供有价值的信息,这些信息将来可能在自然保护和农业方面有实际的应用,例如探测丛林火灾和对土地使用进行分类。
10

为未来的宇航员提供食物:NASA“深空食品挑战赛”进入第二阶段


随着NASA准备将宇航员送入比以往更远的宇宙,该机构旨在提升一个关键燃料来源的生产:食物。为未来的探险家提供技术,在长期的太空任务中生产营养丰富、美味可口和令人满意的食物将为他们提供发现伟大的未知世界所需的能量。

在跟加拿大航天局的协调下,NASA正在呼吁公众帮助开发创新和可持续的食品生产技术或系统,从而以需要最少的资源和产生最少的浪费。这项比赛被称为“深空食品挑战赛(Deep Space Food Challenge)”,其呼吁各团队设计、建造和展示食品生产技术的原型,从而提供有形的营养产品--或食品。随着时间的推移,食物会失去其营养价值。这意味着对于一个多年的火星任务来说,携带预先包装的食物将无法满足维持宇航员健康的所有需求。此外,食品不安全是地球上城市和农村社区的一个重要的、长期的问题。破坏供应链的灾害进一步加剧了粮食短缺。通过“深空食品挑战”等倡议,开发紧凑和创新的先进食品系统解决方案可以应用于家庭和社区的本地食品生产,这将为洪水和干旱的人道主义反应提供新的解决方案以及在灾难后快速部署的新技术。位于华盛顿的NASA总部空间技术任务局副局长Jiim Reuter称:“在太空旅行的限制下,为宇航员提供长期的食物将需要创新的解决方案。推动食品技术的发展将使未来的探索者保持健康,甚至可以帮助养活国内的人们。”2021年10月,该挑战赛第一阶段达到高潮,NASA向18个团队颁发了总额为45万美元的奖金以奖励他们的创新食品生产技术概念,该技术可生产安全、可接受、适口、有营养的食品。这些视频不仅具有稳定性和高质量,同时还最大限度地减少必要的资源投入。NAA和加拿大航天局共同表彰了10个国际团队的获奖作品。NASA的挑战赛支持伙伴--Methuselah基金会则赞助了两个25,000美元的奖项给国际团队以表彰他们的杰出创新。加拿大航天局向10个团队的获胜团队各奖励3万加元。NASA现在正在邀请新的和现有的团队进入第二阶段,这将要求各团队建立和展示他们的设计原型并制作食物供评判。Reuter表示:“我们很高兴能继续跟加拿大航天局合作,进行这一挑战的下一阶段并确定来自全球的解决方案。”比赛内容“深空食品挑战赛”要求参赛者创造一种食品生产技术、系统或方法,该技术、系统或方法有可能被整合到一个完整的食品系统中,进而来维持四名宇航员在三年深空任务中的生活。另外还应考虑到储存、准备和向宇航员提供食物所需的一切,包括生产、加工、运输、消费和废物处理。拟议的技术如植物生长系统、人造食品和即食解决方案相结合可以为未来的乘员提供各种选择从而提供所需的日常营养。在第一阶段,NASA的评委根据他们设想生产的食物对美国提交的设计进行分组。在这些设计中,有各种各样的系统,从复杂到非常简单不等。一些团队提出了生产即食食品如面包的技术以及可加工成食品的脱水粉。其他技术则涉及栽培的植物和真菌或工程食品如培养的肉细胞,所有这些都可以在深空任务中由宇航员植或生产。所有参与挑战赛第一阶段的团队都符合进入第二阶段的注册要求。来自美国的感兴趣的参与者可以竞争NASA提供的高达100万美元的部分奖金。加拿大航天局也正在举办一个平行的比赛,其有一个单独的申请和评审过程及它自己的奖金。来自其他国家的合格团队也可以参加比赛,但没有资格获得货币奖励。据悉,“深空食品挑战赛”是NASA的“百年挑战赛(Centennial Challenge)”的一个赛事。“百年挑战赛”是NASA位于华盛顿总部的空间技术任务局的奖项、挑战和众包计划的一部分,由位于阿拉巴马州亨茨维尔的NASA马歇尔太空飞行中心管理。位于休斯顿的NASA约翰逊航天中心和位于佛罗里达的肯尼迪航天中心的主题专家为比赛提供支持。
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NASA“毅力号”火星探测器团队讲述如何倒出卡在设备里的火星鹅卵石


“毅力号”团队在实施上周概述的初步恢复步骤方面取得了良好进展。在一次测试中,两块鹅卵石被从取样用的转盘上弹出。这是一个好消息,因为这些小块的碎片被认为是导致12月29日钻头和样品管未能成功转移到转盘的原因。而随着工作的继续,现在这些鹅卵石已经被清除了大部分。

1月17日星期一,WATSON相机拍摄了位面转盘及导致问题的石头的图像--同时也拍摄了火星车下方的图像,以便在采取任何回收策略之前确定下面是什么。在同一天的晚些时候,团队将设备的转盘旋转了大约75度,然后将其放回原位。WATSON成像显示,在这个过程中,上面的两个卵石被弹了出来。周二晚上,任务小组还收到了第二组图像,显示出火星表面多出两块鹅卵石,表明被弹出的鹅卵石完全通过位面转盘,按计划回到了火星表面。

另外两块鹅卵石,仍然存在于转盘的下方,此前在地球上的测试平台上进行的一些初步试验表明,这两个剩余卵石的位置可能不会对位盘的操作造成重大问题,但团队正在继续分析和测试以确认这一点。1月15日星期六,研究小组使用“毅力号”的旋转式冲击钻进行了一次实验。在机器人手臂调整钻头方向,使261号样品管的开口端低于水平面约9度后,漫游者的钻头主轴旋转,然后伸出。Mastcam-Z仪器(它具有视频功能,以前曾用于记录Ingenuity的一些飞行)捕捉到了这一事件。实验中的图像显示有少量的样品材料从钻头/样品管中掉出来。在同一天的晚些时候,钻头被垂直放置在"Issole"(提供这个最新岩芯的岩石)上,以观察在重力作用下是否会有更多的样品掉出来。然而,Mastcam-Z对261号卫星内部的成像显示它仍然含有一些样品。

毅力号排出的岩石碎片。一部分岩芯样品从美国宇航局毅力号火星车上的旋转冲击钻中喷出。鉴于一些样品已经丢失,研究小组决定是时候将其余的样品送回火星表面,并希望完全清空管子,为潜在的另一次采样尝试做好准备。1月17日星期一,研究小组指挥了另一次旋转冲击钻的操作,试图从管子里移出更多的材料。在管子的开口端仍然指向火星表面的情况下,通过钻头上的冲击功能,把它摇晃了208秒之久。事件发生后拍摄的Mastcam-Z图像显示,多块样品被倾倒在表面,该样品管已被基本清除干净,可供项目重新使用。

毅力号的样品管看起来很干净。这张图片由美国宇航局毅力号火星车上的Mastcam-Z相机于2022年1月20日拍摄,显示出火星车成功地从其钻头中的样品管中排出了剩余的大块岩芯碎片该团队仍在审查数据并讨论下一步行动。像所有的火星任务一样,“毅力号”团队也遇到了一些意想不到的挑战。期望每一次的迎难而上都能有同样的结果--通过采取渐进的步骤,解决问题,分析结果,然后继续前进。
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NASA微型太阳帆探测器NEA Scout将追赶和观测袖珍小行星


近地小行星探测器将访问一颗估计比校车还小的小行星--这是有史以来由航天器研究的最小的小行星。随着Artemis I的空载试飞,美国宇航局的鞋盒大小的近地小行星侦察器将追寻一个将成为航天器所访问的最小的小行星。它将通过展开一个太阳帆来利用太阳辐射带来的能量进行推进,使之成为该机构的第一个此类深空任务。

具体的目标是2020 GE,一颗尺寸小于60英尺(18米)的近地小行星(NEA)。直径小于330英尺(100米)的小行星以前从未被近距离探索过。航天器将使用其科学相机进行近距离观察,测量该物体的大小、形状、旋转和表面特性,同时寻找可能围绕2020年GE的尘埃和碎片。由于相机的分辨率低于每像素4英寸(10厘米),该任务的科学团队将能够确定2020 GE是否是固体--像一块巨石--或者它是否由较小的岩石和灰尘组成,像它的一些较大的小行星如Bennu一样聚在一起。2020年GE代表了我们目前对其知之甚少的一类小行星。NEA Scout由一个小的、鞋盒大小的CubeSat(左上)和一个薄的、铝涂层的太阳帆组成,在航天器在Artemis I上发射后,太阳帆将利用阳光将立方体卫星推进到一颗小行星上(如右图中的描述)2020 GE于2020年3月12日首次被亚利桑那大学的卡塔利娜巡天计划观测到,作为其为NASA行星防御协调办公室寻找近地天体的一部分。NEA Scout由位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心和JPL在NASA先进探索系统部门下开发,是一项科学和技术示范任务,用于将加强该机构对小型NEA的了解。它采用六单元立方体卫星的形式,将作为10个次级有效载荷之一搭乘太空发射系统(SLS)火箭,该火箭将不早于2022年3月在佛罗里达州的NASA肯尼迪航天中心发射。然后,NEA Scout将从连接火箭和猎户座航天器的适配器环上的分配器中部署。

该任务将为未来可能利用小行星资源的人类和机器人任务充当一个灵活的侦察兵--并将获得关于这类NEA的重要行星防御见解。尽管从行星防御的角度来看,大型小行星是最受关注的,但像2020 GE这样的物体要常见得多,尽管它们的体积较小,但也会对我们的星球造成危害。车里雅宾斯克流星是由一颗直径约65英尺(20米)的小行星引起的--它于2013年2月15日在俄罗斯城市上空爆炸,产生的冲击波打破了整个城市的窗户,使1600多人受伤。了解更多关于小行星2020 GE的信息只是NEA Scout工作的一部分。它还将展示用于深空相遇的太阳帆技术。当发射后从分配器中释放出来时,航天器将使用不锈钢合金吊杆来展开一个太阳帆,这个太阳帆将从一个小包装扩大到一个大约有球拍球场大小的帆,即925平方英尺(86平方米)。这种轻巧的、像镜子一样的帆由比人的头发还细的塑料涂层铝制成,将通过反射太阳光子--从太阳辐射出来的光量子粒子来产生推力。船帆将提供NEA Scout的大部分推进力,但小型冷气推进器与有限的推进剂供应也将协助进行机动和定位。这是一个巨大的挑战。对于小行星的特征描述任务,立方体卫星上原本根本没有足够的空间用于大型推进系统和它们所需的燃料。阳光作为一种恒定的力量,所以一个配备了大型太阳帆的微小航天器最终可以每秒行驶数英里。太阳帆是一种高性能的推进系统,适用于低质量和低体积的航天器。NEA Scout将通过翻转和倾斜其帆来改变阳光的角度进行机动,改变推力的大小和旅行的方向,类似于船只利用风来航行。2023年9月,小行星2020 GE将接近地球,在月球的引力帮助下,NEA Scout将聚集足够的速度来追赶。任务导航员将在航天器接近小行星一英里范围内之前对NEA Scout的轨迹进行微调。NEA Scout将完成可能是有史以来最慢的小行星飞越--相对速度低于每秒100英尺[30米]。这让我们有几个小时的时间来收集宝贵的科学资料,并使我们能够近距离看到这类小行星的模样。NEA Scout为未来的太阳帆搭建了舞台。美国宇航局的先进复合太阳帆系统将展示新颖、轻质的吊杆,以便在2022年发射后从立方体卫星上展开太阳帆。之后,Solar Cruiser,一个18000平方英尺(近1700平方米)的太阳帆技术演示,将在2025年利用太阳光向太阳旅行,使未来的任务能够更好地监测空间天气。
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由于恶劣天气 SpaceX货运“龙”飞船离开空间站的时间被推迟了


由于在佛罗里达州海岸的目标落水区的恶劣天气条件,SpaceX放弃了今天的升级版SpaceX Dragon补给飞船的返回计划。SpaceX和美国宇航局的下一个目标时间是在美国东部时间1月23日星期日上午10:40,将一艘装满4900多磅有价值的科学实验和其他货物的SpaceX龙式再补给飞船从国际空间站上脱离并返回地球。

美国国家航空航天局电视台和该机构的网站将从美国东部时间上午10:15开始直播其离开。

图为SpaceX货运龙号与和谐号舱的空间接口对接将飞船返回溅落在佛罗里达州的海岸上,可以使实验品能够快速运送到美国宇航局位于佛罗里达州肯尼迪航天中心的空间站处理设施,使研究人员能够在最小的样品暴露在地球引力下收集数据。





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