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为什么是地球不是金星?高空科学气球助力揭示行星演化的奥秘 精选

已有 4589 次阅读 2018-1-31 08:29 |个人分类:浮空器|系统分类:海外观察

  地球是如何和为什么能够进化到适合生命的环境,而其他行星却进化出明显不适宜居住的环境?  


 西南研究所采用World View的高空气球挂载进行探测行星的试验


位于德克萨斯州的西南研究所(SwRI)的研究人员试图通过从天空中探测地球及其他星球的地壳和内部结构来完成他们的地球及其他行星内部的高空电磁响应试验,以解决上面这个问题。


SwRI的首席研究员Robert Grimm说:“近年来,随着包括地球大小的行星在内的系外行星被探测到,这个问题的答案变得更加重要。观察那些尺寸上与地球接近的行星,看它们在多大程度上可能是类地行星,这将是未来太空研究的一个重点。”


Grimm解释说,SwRI的实验测量了被称为舒曼共振的电磁波,这个电磁波围绕着地球电离层之间的区域一个活跃的区域,根据它从太阳吸收的能量而活跃地生长和收缩,并且刚好在行星表面之上。


Grimm说:“通过测量这些电磁波穿透地面的方式,我们可以测量地壳的电导率,并推断出它的温度。如果我们能确定金星(和其他行星)的内部温度,那么我们就能了解它的内部加热是如何工作的,而且这可能影响到了它的地质历史。”


SwRI进行的实验正接近这个目标,这要归功于201710月的一次成功的气球飞行,这是由亚利桑那州的World View公司推动的,并得到了NASA的飞行良机和推动太阳系观测技术的行星仪器概念项目(PICASSO)的支持。World View提供了平流层气球飞行到太空边缘,给相应的科学载荷提供了他们所需的接近真空的条件,供其进行科学测试。


SwRI的飞行中,World View派出了一组人员到爱达荷州的岩石区以帮助满足有效载荷的独特需求。该岩石区是一个由相对年轻的火成岩组成的巨大的综合体,其中包括中部爱达荷州的一些山脉。


World View高空气球搭载西南研究所探测行星技术的载荷完成飞行测试,并安全着陆。


针对金星一颗与地球大小接近,地质却完全不同的近地行星,研究人员想要找到与其地壳特性具有极大相似性的岩层来测量它空气中的电磁波。


推演这两颗行星的演化过程有许多相似之处,但是证明一颗行星是否具有可居住性的关键点还需要对进行自身进行更多的测试,但在一个像岩基这样的地方进行电磁测深实验,是朝着这个目标迈出的重要一步。


Grimm说:“就像我们能在地球上找到类似金星的东西。”

地质需求迫使World View动用了一个新的发射地点,并为此次飞行专门开发一套专用的发射设施。这不仅是这家公司的成功,专门的发射地点以及McCall爱达荷市政机场的合作和支持,可能会在未来使其他远距离的发射地点成为可能。


World ViewStratollite运营项目经理Travis Palmer指出:“World View的移动飞行服务运营拓展了我们满足独特科学调查工作需求的能力,并且为探索平流层的新领域带来了额外的益处。”


由于World View的准备工作非常到位,发射和着陆都相当顺利。准备工作包括建立专门的索具来电磁隔离SwRI的有效载荷,以及设计安装一个缓冲垫以最大限度地减少着陆时的损害——着陆点距离发射场300英里。


Grimm表示:“我本来以为这台仪器会被撞得很厉害,但我们唯一需要修复的是一根折断的电极,而且修复起来极为简单。”


最近的飞行测试是证明在高海拔地区进行电磁探测测量的关键步骤,因为金星的表面温度正在升高。



World View的团队在McCall爱达荷州政府机场准备他们的高空气球,用于携带SWRI用于探测其他行星的任务载荷。


Grimm解释道:“地球物理学家每时每刻都在地球上进行着这些测量,但是金星的表面温度很高,几乎超过 800oF,要在其上面进行长时间的测量是不可能实现的。”


根据Grimm的解释,金星表面上方55公里高度处的气象条件与地球类似,可以进行数据采集分析,这就是为什么对金星行进行探测的气球飞行任务如此吸引人的原因。


目前,SwRI已经开始进行数据分析,准备在2018年春季进行第二次气球飞行。


Grimm说,公司希望在冬季完成整个过程,然后决定如何改变飞行条件以及对硬件和软件进行相应的修改,以便在一天的不同时间收集数据。

关于NASA的飞行计划


通过该飞行计划,空间技术任务委员会(STMD)从工业、学术界和政府中选择最具前景的新技术,为商业运载火箭的测试和技术验证提供机会。该项目由NASA的阿姆斯特朗飞行研究中心管理。STMD负责开发该机构所需要的横切、开拓性的新技术和能力,以实现其当前和未来的任务。

有关飞行计划的更多信息,请访问:

https://www.nasa.gov/flightopportunities

Leslie Williams

NASA阿姆斯特朗飞行研究中心

leslie.a.williams@nasa.gov


本期小贴士:


        SWRI 西南研究所

     在浮空界算是大名鼎鼎的SWRI一大杰作就是它的高空哨兵系列。

HiSentinel-50

 

       NASA的 Flight oppportunity计划:

       这个计划我们的公众号里曾经多次提到过,world view的高空科学气球在这个计划的资助范围之内。

  【Flight opptunnity】NASA运用高空科学气球、零重力试验飞机、亚轨道火箭测试空间科学实验载荷








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