NASA测试新一代系外行星成像技术-NASA中文 (nasa测试月球遇险卡片测试)

2024-03-08 14:31:22来源:2021最新十大热门人气排行榜-科奇网作者:佚名 阅读量:

喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory, JPL)的科学家凡妮莎·贝利站在南希·格蕾丝·罗曼日冕仪后面,该日冕仪正在在JPL进行测试。日冕仪的大小和一架小型钢琴差不多,它的设计目的是阻挡星光,让科学家们看到太阳系外行星发出的微弱光线。影像来源:NASA/JPL-Caltech

一种观测太阳系外行星的尖端工具在2027年作为该机构罗马太空望远镜的一部分发射前通过了两项关键测试。一种观测太阳系外行星的尖端工具已经通过了两项关键测试,它将于2027年作为该机构罗曼太空望远镜的一部分发射。NASA南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜上的日冕仪将展示新技术,这些技术可能会大大增加科学家可以直接观测的太阳系外行星(系外行星)的数量。它由该机构位于南加州的喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory, JPL)设计和制造,最近通过了发射前的一系列关键测试。这包括测试以确保仪器的电子组件不会干扰天文台的其他组件,反之亦然。这是制造航天器仪器的一个如此重要和令人紧张的阶段,测试一切是否按预期进行。JPL罗马日冕仪的副项目经理冯昭说。但我们有一个了不起的团队来制造这款产品,它以优异的成绩通过了电子元件测试。

日冕仪可以阻挡来自明亮的宇宙物体(如恒星)的光,这样科学家就可以观测到附近的物体,否则这些物体就会被眩光遮蔽。(想象一下汽车的遮阳板。)行星反射或发射的光携带了有关行星大气中化学物质的信息和其他潜在的宜居迹象,因此日冕仪可能是寻找太阳系以外生命的关键工具。但是,如果科学家试图获得另一个太阳系中类似地球的行星的图像(大小相同,与我们的太阳相似的恒星距离相同),即使使用当今最好的日冕仪和最强大的望远镜,他们也无法在恒星的眩光中看到这颗行星。罗曼日冕仪上布满了无线电波,以测试它其杂散电信号的反应。测试是在一个内衬泡沫填充物的房间里进行,泡沫填充物可以吸收无线电波,防止它们从墙壁上反弹。影像来源:NASA/JPL-Caltech

罗曼日冕仪旨在改变这一模式。该仪器的创新应该可以看到大小和距离木星相似的行星。日冕仪团队预计,这些进展将有助于实现未来天文台观测更多类地行星的飞跃。作为一项技术展示,罗曼日冕仪的主要目标是测试以前从未在太空飞行过的技术。它将测试复杂的阻光能力,比目前可用的能力至少好10倍。科学家们希望进一步提高其性能,以观察可能产生新科学发现的挑战性目标。取得成功即使日冕仪阻挡了恒星的光线,行星仍然会异常暗淡,可能需要整整一个月的观测才能获得遥远世界的清晰图像。为了进行这些观测,该仪器的相机探测单个光子或单个光粒子,使其比以前的日冕仪灵敏得多。这就是最近的测试至关重要的一个原因:向航天器组件供电的电流会产生微弱的电信号,模仿日冕仪灵敏相机中的光——这种效应被称为电磁干扰。与此同时,日冕仪发出的信号同样会干扰罗曼的其他仪器。该任务需要确保当望远镜在距离地球100万英里(约150万公里)的孤立、电磁安静的环境中运行时,这两种情况都不会发生。因此,一组工程师将完全组装的仪器放置在JPL的一个特殊的隔离的电磁静音室中,并将其打开至全功率。他们测量了仪器的电磁输出,以确保其低于在罗曼上运行所需的水平。该团队使用注入钳、变压器和天线来产生电子干扰和无线电波,类似于望远镜其余部分将产生的电扰动和无线电波。他们测量了仪器的性能,寻找相机图像中的的过大噪点和光学机构的其他不必要的响应。我们用天线产生的电场强度与计算机屏幕产生的电场强度大致相同。JPL的罗曼日冕仪电气系统工程师克莱门特·盖登说。从所有方面来看,这是一个相当温和的水平,但我们的硬件非常敏感。这台仪器在穿越电磁波方面做得非常出色。感谢团队在创纪录的时间内完成了此次测试活动!广阔的视野从日冕仪技术展示中吸取的经验教训将与罗曼太空望远镜项目的未来发展密切相关。


nasa中文是什么意思

是指美国宇航局;美国国家航空航天局;美国航空航天局;美国航太总署。

英 [ˈnæsə] 美 [ˈnæsə]

纳萨;美国宇航局;美国国家航空航天局;美国航空航天局;美国航太总署

例句:

NASAplanstolaunchasatellitetostudycosmicrays

美国国家航空航天局计划发射一颗卫星上天,对宇宙射线进行研究。

NASAhasstarteda10-yearsearchforextraterrestrialintelligence.

美国航空航天局已经启动了一个为期10年的寻找外星人的项目。

扩展资料:

1958年7月29日,美国总统艾森豪威尔签署了《美国公共法案85-568》,创立了美国国家航空航天局(NASA)。1958年10月1日,NASA正式成立,取代其前身美国国家航空咨询委员会(NACA)。NASA的领导项目包括阿波罗登月计划、“天空实验室(Skylab)空间站,以及后来的航天飞机。

NASA是目前世界上最权威的航空航天科研机构,与许多国内及国际上的科研机构分享其研究数据。

2018年4月16日晚发射“凌日系外行星勘测卫星”,寻找太阳系外行星,期望发现可能孕育生命的“另一个地球”。

太阳将被当作放大镜,NASA提出惊人计划,欲高清成像系外宜居行星

如果我们可以 清晰地拍摄到 环绕另一颗恒星的 类地行星 ,照片足以分辨出海洋、大陆甚至海岸线和云朵,会是怎样的情景?

当然,按照目前人类的技术,这是不可能实现的事情。目前人类观测系外行星的方法多是用“ 凌日法 ”观测并辅以“ 视向速度法 ”确认,具体来说就是通过观测 系外行星 掠过其母星 挡住的光 确认行星的存在,距离能拍摄到那些行星的照片还差了十万八千里。

哪怕我们曾拍摄到过几张系外行星的照片,那些行星在照片里也只是像是 聚光灯旁的萤火虫 , 只不过一个点罢了 。即使人类下一代太空望远镜可以投入使用,我们仍然需要口径将近 90公里 的光学望远镜(非射电望远镜)才能看清 100光年 内系外行星的表面特征。

现在运行的 哈勃望远镜 口径才 2.4米 ,哪怕连续跳票的下一代 詹姆斯·韦伯望远镜 也不过才 6.5米 的口径,和我们所需的90公里口径的望远镜相比相差甚远。

一群科学家计划通过一项惊人的计划解决这一难题。这一计划将使用 太阳帆技术 ,建造一个比以往飞得更快飞得更远的 飞船舰队 ,并 将我们的太阳当成一个巨大的放大镜 。

如果计划成功,我们将有能力观测到一批系外行星的清晰图像,其分辨率足以让我们看到该星球表面 10公里 宽的特征。

这个项目名称为“ 太阳引力透镜 ”,乍一听就像是科幻小说编出来的东西,然而 美国航天局 (NASA)、众多学院及很多航天公司都在参与该项目的开发,这里面就包括行星学会的联合创始人弗里德曼。

作为20世纪70年代NASA 哈雷彗星太阳帆探测计划 的提出者,弗里德曼一直致力于推进光帆飞船的研发。他认为,利用光帆在太阳系内航行是人类迈向星际 探索 的第一步。

美国宇航局喷气推进实验室 的物理学家图里舍夫也认为,即便这一计划有着重重障碍,但是得到的回报将是令人难以置信的。

图里舍夫表示,我们至少已经在距离太阳 100光年内 确定了几个位于宜居带内的系外行星,现在唯一的问题就是,“ 我们能否至少看看它们的样子 ”。

那么问题来了,问什么我们可以将太阳当成放大镜呢?这样做会不会暴露地球的位置?

爱因斯坦 早在100多年前就曾在广义相对论中提出了“ 引力可以弯曲和放大光 ”的概念,这一概念被称为“ 引力透镜 ”。

根据爱因斯坦的广义相对, 大质量天体 附近的时空会产生畸变,当后面光线经过大质量天体附近的时空时就会产生 扭曲 和 放大 。

如果观测者所处位置合适,即位于引力透镜的“ 焦点 ”就可以通过大质量天体形成的引力透镜观测被它 扭曲放大的光线 ,甚至可以观测到光源物体的 不同角度 的 多个像 。

这种找“焦点”的方式有点像通过调整与目标距离而非调整相机焦距进行对焦。

哈勃望远镜也曾经多次观测到过类似的现象,像是遥远的星系光被更近的大质量星系扭曲放大,并从多个方面成像。

参与太阳引力透镜项目的研究人员表示,我们可以利用太阳做一样的事情,即利用 太阳的引力 产生的引力透镜效果去观测系外行星。

对于距离地球100光年左右的系外行星,我们的观测“焦点”为距太阳 970亿公里 远的地方,约合 648.4天文单位 ,是冥王星轨道距离的 16倍 。

而目前人类飞得最远的“ 旅行者1号 ”尚且只飞了 200亿公里 ,约合 133.7天文单位 ,这还是它以 17.062公里每秒 的高速飞行 40年 的结果。

因此想要到达距离太远648.4天文单位的“焦点”,我们需要飞得更快、更远的飞船。而依目前的技术,解决方案就是“ 太阳光帆飞船 ”。

光子是没有质量的,但是它的确具有 动量 。太阳帆可以 捕捉光子的动量 ,并将其作为自身的动力驱动飞船。

一艘装备太阳帆的飞船可以从太阳附近展开开始加速,飞向太阳系外部,并用短短 25年 完成整个 648.4天文单位 的旅程。

与过去使用的动辄几吨的航天器不同,参与太阳引力透镜项目的研究人员计划使用一种小型的探测器,以降低发射难度和成本,并增加太阳帆的加速能力。

他们预计可以使用类似一块 立方面包 大小的探测器执行该任务,就像是光帆2号一样。如果太空船价格足够低,任务可以发射多个不同的探测器送到不同距离的焦点。

在焦点区域,观察者可以看到一种名为“ 爱因斯坦环 ”的结构,这就是系外星的光被大引力天体弯曲形成的光环。

这些光分成两部分,一部分是观测行星的一个 10公里×10公里 部分的清晰图像,另一部分是观测行星其他地区的光。

因此,如果我们能够合理通过离子推进器不断调整探测器所在的位置,从不同位置拍摄 100万张照片 ,便可以捕捉到一张分 辨率为10公里 的行星表面图。

计划十分宏伟,看起来也非常简单可靠,然而它真的可以被现在的人类实现吗?

基本上说,尽管目前实现太阳引力透镜计划所需要的 单个技术 我们几乎 都能实现 ,但是想让它们组合起来完成一次伟大的观测任务仍是一场令人生畏的技术挑战。

首先,精确的位置导航,远距离通信就是一大难题,这要求我们必须在计划实施之前就有完备的深空探测网,其次还需要遮阳帘,以防太阳光干扰探测器,最后我们还需要用日冕仪阻止被观测行星母星带来的光。

不过这一任务已经被NASA采信,并获得了NASA创新高级概念项目组的 200万美元 的资助。事实上自 1998年起 ,NASA创新高级概念组就已经陆续提供了种子资金,用以进行技术验证。

该项目吸引力亚利桑那大学、卫斯理大学和Aerospace Corporation等航天公司的参与,共同努力汇聚了多项创新技术,像是太阳帆、纳米卫星以及飞船编队飞行等。

研究人员认为,太阳引力透镜任务将为人类开创一个全新的 探索 架构,甚至能够帮我们回答一个最重要的问题: 我们是唯一存在宇宙中的文明吗 ?

而且可以看到,该项技术仅仅是利用大质量天体扭曲空间的原理进行被动观测, 并不会暴露地球坐标 。

正如我刚才所说,实施该计划所需的技术基本均已存在,剩下的就看研究团队如何更好地利用这些技术,让太阳引力透镜项目尽早实现。

NASA发现新系外行星,其天上有三个太阳

这颗名为LTT 1445Ab的恒星围绕着一颗恒星运行,这颗恒星由三颗红矮星组成,构成了LTT 1445星系,距离地球22.5光年。 尽管LTT 1445Ab的表面温度很高,但它在自然界中绝对是岩石状的,这使得它完全不适合我们所知道的生命存在。 然而,研究人员仍然对这一发现感到兴奋——它的大气层使它成为一个完美的测试对象,帮助我们完善我们的远距离行星分析技术。 LTT 1445Ab和三个红矮人 “如果你站在那颗行星的表面,天空中有三个太阳,但其中两个非常遥远,看起来很小,”哈佛-史密森天体物理中心的天文学家、论文的第一作者詹妮弗·温特斯(Jennifer Winters)告诉《新科学家》(New Scientist)。 “它们就像天空中两只不祥的红眼睛。 ” 多星系统中的恒星在引力作用下都围绕着一个共同的重心旋转,它们都围绕这个重心旋转。 LTT 1445是三颗这样的恒星的家园。 这颗新的系外行星是由NASA的行星搜寻太空望远镜凌日系外行星勘测卫星(TESS)在这个系统中发现的。 TESS的设计初衷是在系外行星从地球和母恒星之间经过时,通过探测行星在遮挡恒星部分光线时产生的轻微变暗,来发现系外行星。 根据恒星变暗的程度,以及恒星在绕轨道运行的行星的引力作用下做出的微小、几乎难以察觉的运动(以LTT 1445Ab为例,这是用除TESS以外的其他望远镜测量的),研究人员可以估算出行星的大小和质量。 这颗新行星的体积大约是地球的1.35倍,但它的质量是地球的8.4倍,所以它的密度比我们的地球要大得多。 从它的大小和质量来判断,这绝对是一颗岩石行星——像地球、金星或火星——而不是冰或气体巨星。 不过,现在还不要拿出你的殖民装备。 这颗行星离它的主恒星非常近,它的轨道只有5.36天。 在这个距离,表面温度可能徘徊在428开尔文(155°C;研究报告的作者说:“温度是311华氏度。 ” 虽然LTT 1445Ab短期内不会成为我们欢迎的家园,但对天文学家来说,它仍然是一颗令人兴奋的行星,因为它可能有大气层。 岩石行星的大气层在其恒星前方运行,是我们用来在外星世界发现甲烷和二氧化碳等气体的探测工具的良好测试对象。 这样一颗行星不仅会在恒星经过它的前方时使其光线变暗,而且根据大气的化学成分,它还会改变光线的性质。 通过分析这种变化,研究人员可以估计出外星世界大气的化学成分。 我们目前在这一领域的技术和诀窍仍然需要一些调整,其中LTT 1445Ab可以提供帮助。 哈勃的继任者詹姆斯·韦伯太空望远镜将于2021年发射升空,天文学家们已经列出了他们希望哈勃研究的目标清单。 LTT 1445Ab可能是一个完美的候选者。 推荐它担任这一角色的特性之一是它经常在它的恒星前面凌日,这意味着詹姆斯·韦伯太空望远镜可以在短时间内进行多次读数。 这颗行星在天文学上也相对接近,这使得它更容易拍摄高质量的图像,而它的红矮星正好适合这种观测——亮度足以照亮大气层,但又不至于亮到肉眼难以看到。 请注意,我们现在不知道LTT 1445Ab是否有大气层。 但即使它没有,或者它的大气中没有生物特征,它也能告诉我们更多关于围绕红矮星运行的岩石行星的信息。 这篇论文“天空中的三个红太阳:一个凌日的类地行星,在一个三米矮星系中以6.9秒的速度运行”已经提交给了《天文学杂志》,并可在预印服务器arXiv上找到。

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