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太阳科学在月球上有光明的未来

更新时间:2021-11-12 10:33:09

导读 1、NASA追求阿尔忒弥斯任务的原因有很多,因为他们想在2024年之前将宇航员送上月球:这是研究月球本身、为火星铺路的重要途径。但这也是一

1、 NASA追求阿尔忒弥斯任务的原因有很多,因为他们想在2024年之前将宇航员送上月球:这是研究月球本身、为火星铺路的重要途径。但这也是一个了解更多关于保护地球的好地方,地球只是更大的太阳地球系统的一部分。

2、 太阳物理学家(研究太阳及其对地球影响的科学家)也将把他们的美国宇航局任务作为阿尔忒弥斯的一部分。他们的目标是更好地了解我们星球周围复杂的空间环境,其中大部分是由太阳驱动的。我们对这个系统了解得越多,我们就越能保护太空技术、无线电通信和公用电网免受离我们最近的恒星的愤怒。

3、 这就是太阳物理学家围绕月球探索月球的五个原因。

4、 这是一颗稳定的卫星

5、 月球科学的第一个优势涉及卫星抖动,这让每一位太空科学家都感到震惊。

6、 卫星比你想象的更不稳定。它们由随着温度变化而膨胀和收缩的金属制成。他们携带的双筒望远镜一直旋转,以便始终瞄准目标。他们发射助推器并转动反作用轮以保持在轨道上。这些操作中的每一项都会引起抖动,这可能会导致要求精度的测量工作中断。

7、 但是,月球是地球上唯一的天然卫星,运行起来比较顺畅。

8、 马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心的太阳物理学家大卫西贝克说:“月球是一个很好的稳定的地方,它不会像宇宙飞船一样摇晃或晃动。“任何试图进行高分辨率测量的人都会很高兴不用担心抖动。”

9、 无抖动环境对所有空间科学都有好处,但对研究极光的太阳物理学家来说,这是一个额外的好处。月球平均距离地球238855英里。当它们在大磁暴中向赤道移动时,它们可以看到极光。此外,由于月球的同一侧总是面向地球,因此没有必要对望远镜进行几乎相同的调整。把它们种在它的表面,月亮会让它们指向你。

10、 2.按需提供主要的Eclipse视图

11、 早在太空时代之前,科学家们就依靠月球来帮助他们研究太阳。当月亮挡住太阳明亮的表面时,耐心的观察者等待日全食。只有这样,他们才能看到它微弱的外部大气,即日冕。

12、 但是等待可能会很长。地球上每18个月发生一次日全食。对于任何特定的地点,它更像是每四个世纪一次。

13、 戈达德的太阳物理学家约翰库珀说:“日食让我们获得了惊人的结果。”“但我们并不是每天都能得到它们。”

14、 然而,在绕月正确轨道上运行的太阳观测望远镜可能会“根据需要”产生日食。库珀解释说,你不必等月亮在望远镜的视线范围内移动,而是把视线移到月亮后面。

15、 库珀说:“基本上,你在黑暗中使用的是新月之刃。”因为月球没有扭曲的图像大气,所以测量结果比地球上的更清晰。

16、 从近距离轨道上看,这样的望远镜不会产生日全食——它将一次研究太阳的部分四肢。但是库珀估计,在每个轨道上,你可以看到太阳的东西两面一次——每天有两个高分辨率的视图。

17、 这是地球外的磁场

18、 空间天气是太阳物理的一部分,纯科学可以实时应用。太空科学家研究了太阳(包括持续的太阳风)及其对地球的影响。这些应用研究人员必须获得基本的物理权利,以确保我们宝贵的通信和全球定位系统卫星的安全。然而,确定一颗卫星是否处于危险之中可能很棘手。

19、 卫星的安全性部分取决于它是在地球磁层顶部内部还是外部。磁层顶是一个不断变化的无人区,地球的磁屏蔽层在这里结束,太空天气开始首当其冲。在里面,你基本上是安全的。在外面,你不在这里。

20、 但是现在,知道边界在哪里的唯一方法是飞越它。

21、 Hybek说,“有时候数据中会有一个环形交叉路口,你可以看到边界穿过你。”“有时候你会看到十个秋千。”

22、 模拟日冕物质抛射撞击地球的磁场。鸣谢:美国宇航局戈达德太空飞行中心/科学可视化工作室/社区协调建模中心

23、 然而,如果你能到达地球磁屏蔽之外足够远的地方,还有另一种方法可以找到磁层的顶部。当太阳风撞击磁层外的地球大气层时,它会发出X射线。一个适当放置的x光望远镜可以捕捉到这种光,并跟踪磁层顶部的位置。

24、 这就是为什么西贝克希望由波士顿大学的空间科学家布莱恩沃尔什领导的团队将X射线望远镜放在月球上。

25、 西贝克说:“从来没有人拍摄过这些全球照片,月球在地球磁场之外有很好的制高点。”

26、 月球环境太阳X射线成像仪(LEXI任务)将植入月球表面,实时获取全球磁层顶照。2019年7月1日,NASA宣布LEXI将是最早参与Artemis任务的月球有效载荷之一。他们预计最快在2022年登陆月球表面。

27、 LEXI的长度略长于一码,但月球表面可以容纳更大的X射线望远镜。这是个好消息,因为x光很难聚焦。望远镜越长,获得的图像越多。

28、4.您可以挖掘太阳的历史

29、对日光物理学中某些问题的答案隐藏在月球本身上。

30、利用来自NASA ARTEMIS任务的数据进行的研究表明,太阳风和月球的地壳磁场如何共同作用,使月球形成与众不同的深色和浅色漩涡。图片来源:NASA的戈达德太空飞行中心

31、美国宇航局探险副主任史蒂夫·克拉克(Steve Clarke)说:“月亮就像一个时空胶囊。” “由于它是与地球同时形成的,因此在其表面具有太阳系的历史。”

32、在其最初的十亿年中,太阳的旋转速度可能比今天快,从而射出了更多的太阳爆发,并使构成行星的空间充满了电。但是要确定前十亿年是什么样,我们需要证明很久以前发生的事情。

33、没有大气层,没有液态水,没有板块构造的月亮就提供了这样的历史记录。数十亿年前的太阳爆发在月尘中留下了不受干扰的痕迹。

34、最近的一篇论文着眼于月球灰尘,研究了残留在月球样品中的挥发物的含量,例如低沸点的钠和钾等元素。当高能的太阳粒子撞击月球表面时,这些挥发物会从月球上排出。通过观察这些元素随着时间的流逝已经消耗了多少,科学家们在更广阔的背景下看到了我们太阳的前十亿年。尽管它过去的旋转速度比今天快,但与其他旋转星相比,它仍然是“慢旋转器”,旋转速度比同类恒星的50%慢,而且喷发的频率也比其少。

35、该研究的主要作者,戈达德大学的天文学家普拉巴尔·萨克森纳(Prabal Saxena)表示:“这本来可能是更加恶劣的环境。”

36、还有更多的历史可以从月尘中学习。月亮没有全局磁场,但过去可能有一个。即将进行的阿尔emi弥斯飞行计划降落的月球两极样品可以显示历史磁场是否会改变留下的挥发物的形态。

37、5.这是火星的试验台

38、太空辐射是宇航员前往月球时安全的关键因素。NASA正在探索各种技术和技术,以减轻太空旅行期间的不同类型的辐射。图片来源:NASA的戈达德太空飞行中心/吴祖贤

39、对于未来在月球和火星上的宇航员而言,太空天气将需要不断关注。太阳让很多人担心,而且它运行很快。

40、在月球上,来自太阳耀斑的X射线在八分钟内到达了地面。日冕物质抛射(巨大的带电带电粒子云)可以在一天内到达。太阳高能粒子或SEP较为罕见,但速度更快且更加危险。

41、戈达德太空天气实验室的太阳物理学家卡琳·穆格莱奇(Karin Muglach)说:“ SEP以10到20%的光速到达,在一小时内到达我们。” “这些东西就像子弹。”

42、由于距月球只有几秒钟的距离,因此地球上的预警系统应能很好地保护月球上的宇航员。穆格拉赫说:“但是,如果你去火星,沟通可能会很延迟。”

43、在附近测试这种保护系统是NASA在前往火星之前登上月球的原因之一。

44、到月球与超越

45、随着NASA登上月球并进入火星,了解日地连接的新机会比比皆是。但这不仅是基础科学。太阳的影响力充斥着我们周围的空间,这是未来宇航员将不得不导航和理解的空间。

46、华盛顿特区美国宇航局总部太空气象科学家吉姆·斯潘(Jim Spann)说:“并非所有科学都具有真正的实际意义。我认为那很酷。”

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