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美国宇航局CubeSat任务获得资金解决金星神秘

发布时间:2018-05-16 浏览次数:17

云层包裹的维纳斯看起来没有什么特色,正如美国宇航局的信使号任务所拍摄的这张照片所示。然而,在紫外线下,这颗行星呈现出与下图完全不同的外观。美国国家航空和宇宙航行局

em美国宇航局戈达德太空飞行中心已获得资助,以推进CubeSat任务概念,揭示金星最上层云层中神秘紫外线吸收剂的性质。 / em

金星在可见光下看起来平淡无奇,但将过滤器改为紫外线,而地球的双胞胎突然看起来像一个不同的星球。黑暗与明亮的区域将球体条纹化,表明某物在云层顶部吸收了紫外线波长。

美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心工作的科学家和工程师团队已从该机构的行星科学太空小型卫星研究(PSDS3)获得资助,该计划旨在推进立方体卫星任务概念,揭示这个位于内部的神秘吸收器的性质地球最上面的云层。

被称为CubeSat紫外线实验,或CUVE,任务将使用紫外敏感仪器和新型碳纳米管聚光镜来研究金星的大气层。

类似于地球的结构和大小,金星在大多数行星的相反方向上缓慢地旋转。其浓厚的气氛主要由二氧化碳和硫酸云滴组成,在温室效应失控的情况下会加热,使其成为我们太阳系中最热的地球,其表面温度足以熔化铅。

虽然美国国家航空航天局和其他国际太空项目向金星发送了多个任务,但“云顶吸波材料的确切性质尚未确定”,该研究所负责人是马里兰大学研究员,领导一个专家团队的研究员Valeria Cottini说。在地球大气的组成,化学,动力学和辐射传输中。 “这是未解决的问题之一,也是一个重要的问题,”她补充说。

过去对金星的观察显示,太阳能的一半被硫酸云层的上层吸收到紫外线中,给行星带来条纹化的黑暗和光亮特征。其他波长散射或反射到太空中,这就解释了为什么行星看起来像人眼可见的光学波长中的无特征的黄白色球体。

从紫外线中可以看出,金星被明暗区域划分,表明未知的吸收体在地球上运行顶层云层。这张照片是1979年美国宇航局的先驱者 - 金星轨道器拍摄的。作者:美国国家航空航天局

Cottini说,有关这些条纹,对比特征的原因很多。一种解释是,对流过程将吸收体从深处的金星厚厚的云层中挖出,将物质运送到云顶。当地的风将物质分散在风向上,形成长条纹。科学家们将这些明亮的区域理论化,正如在紫外线中观察到的那样,可能对抗对流是稳定的,并且不包含吸收体,而黑暗的区域则是如此。

Cottini说:“由于金星对太阳能的最大吸收发生在紫外线下,因此确定未知吸收体的性质,浓度和分布是很重要的。” “这是一个高度集中的使命 - 完美适用于CubeSat应用程序。”

要了解吸波材料的更多信息,包括戈达德科学家以及隶属于马里兰大学和天主教大学的研究人员的CUVE团队正在利用戈达德在小型化仪器和其他技术方面所做的投资。除了飞行微型紫外线照相机添加背景信息并捕获对比度外,CUVE还将搭载戈达德研发的光谱仪,用于分析覆盖紫外线和可见光的宽光谱波段(190-570纳米)的光线。该团队还计划利用CubeSat导航,电子和飞行软件方面的投资。

“很多这些概念都是由重要的戈达德研发投资驱动的,”CUVE团队成员Tilak Hewagama表示,他曾与戈达德科学家Shahid Aslam,Nicolas Gorius和其他人合作演示CubeSat兼容光谱仪。 “这是我们开始的。”

其他小说中的另一种改编方式是使用轻质望远镜,该望远镜配备了由碳纳米管制成的镜面环氧树脂。迄今为止,还没有人能够使用这种树脂制作镜子。

这种光学器件提供了几个优点。除了重量轻和高度稳定之外,它们相对容易重现。他们不需要抛光 - 这是一个耗时且经常昂贵的过程,可以确保光滑,形状完美的表面。

由Goddard承包商Peter Chen开发的反射镜是通过将环氧树脂和碳纳米管的混合物倒入芯轴或模具中制成的,以满足特定的光学处方。技术人员然后加热模具以固化和硬化环氧树脂。一旦放好,镜子就会涂上一层铝和二氧化硅的反光材料。

研究目标

该小组计划进一步加强特派团的技术和评估技术要求,以达到金星周围的极地轨道作为辅助载荷。该团队认为,要花一年半才能到达目的地。一旦进入轨道,该团队将收集大约六个月的数据。

Cottini说:“CUVE是一项有针对性的任务,拥有专门的科学有效载荷和紧凑的公交车,以最大限度地提高飞行机会,例如与另一项金星任务或不同目标的乘坐份额。” “CUVE将补充过去,现在和未来的维纳斯任务,并以较低的成本提供巨大的科学回报。”

包括CubeSats在内的小型卫星在NASA的勘探,技术示范,科学研究和教育调查中发挥着越来越大的作用,其中包括:行星空间探索;地球观测;基础地球和空间科学;开发先进的激光通信,卫星与卫星之间的通信和自动移动能力等先进科学手段。

来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心Lori Keesey


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