技术:卫星探测天空的屋顶

 作者:步挟茆     |      日期:2018-02-01 07:11:15
华盛顿特区的HELEN GAVAGHAN自6月份皮纳图博火山在菲律宾爆发以来,该火山已向上层大气喷出数千吨灰烬和化学物质 NASA即将于本周发射的研究卫星将帮助科学家发现这些碎片将如何改变全球气候高层大气研究卫星(UARS)的目的不仅仅是监测地质烟火该卫星的主要目的是首次提供高层大气物理和化学的三维图像然后,科学家将能够建立模型,更准确地预测该地区自然和人工化学变化的影响美国国会于1976年开始开发UARS,当时美国国会为应对日益严重的臭氧消耗问题,指示该机构扩大对高层大气的研究该项目耗资6.33亿美元,该卫星的使用寿命为三年从600公里的高度,卫星将从10到60公里的高度监测大气层它倾斜的轨道可以观察到80度的纬度高层大气是一个复杂的系统,受到阳光的照射不同海拔高度的温度取决于存在的化学物质以及它们吸收和再发射的太阳能量反过来,温度控制着发生的化学反应和不同物质的丰度温度差异会产生压力梯度,从而产生将化学物质分布在全球各地的风通过反馈机制可以放大对这种精细平衡系统的轻微改变,以产生更大的变化这种不稳定性解释了为什么科学家们难以预测向高层大气中引入化学物质(如破坏臭氧的氟氯化碳)的后果 UARS上的10种仪器之一,即低温肢体阵列标准具光谱仪(CLAES),设计用于观察分子在3.5和12.7微米之间波长发出的光它将能够识别水蒸气,甲烷,臭氧和含氮和氯的化合物它包括一个收集光的反射望远镜和一个光谱仪,用于分离所收集光的不同波长该仪器具有20个固态探测器阵列,可同时测量20个高度的发射,使仪器的垂直分辨率达2.8公里这些探测器及其周围的光学系统辐射出自己的红外热量为了减少可能淹没被检测的辐射的这些发射,系统保持冷却,使用固体氖的夹套,温度为-260℃这又在-150℃下被一层固体二氧化碳包围另外三种化学仪器使用不同的技术来测量相同或相似物种的浓度他们将从CLAES向不同方向进行观察,并将在不同的频率范围内工作另外三种仪器将首次测量高层大气中的风速如果分子朝向或远离探测器移动,他们将利用化学物质的发射波长在称为多普勒频移的现象中移动的事实风将臭氧从热带地区形成的地方带到中高纬度地区,但这仍然不是完整的解释 UARS的项目科学家Carl Reber说,风力方程不能解释我们所看到的所有再分配问题卫星应该帮助科学家确定涉及的其他过程另外三种仪器将测量从太空进入高层大气的带电粒子和太阳光像光一样,带电粒子是高层大气的能量来源来自UARS的成功科学可以促使政治家花费数十亿美元,NASA想要用于一系列称为地球观测系统的遥感卫星如果该计划全面投入运营,NASA预计每年的成本将超过10亿美元作为美国国家科学院的一部分,美国国家研究委员会在7月份发布的一份报告中批准了EOS计划,但是一些政治家在NASA最近失败后不愿为这样一个大型项目提供资金,