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实拍,月球探测器遭逢流星体撞击弹指间!

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根据美国宇航局的最新计划,其范艾伦探测器(Van Allen Probes)——两艘用来研究环绕地球的范艾伦辐射带的自动控制太空船将进入地球大气层,将在15年后毁灭。

科学家还将继续梳理探测器发回的数据,以便从理论和观测上进一步了解这些辐射带。这些发现可能会帮助工程师更好的设计航天器,以防范辐射带中有害的辐射。空间天气预报员也可以利用范艾伦探测器传回的实时数据,给人造卫星控制人员提供更准确的预警和辐射带活动预报。昆切斯表示:“这才是真正让我们兴奋的事情”。

美国航空航天局(NASA)近日公布了月球勘测轨道飞行器拍摄的一张照片。与以往他们公布的那些清晰而又美丽的太空图片不同,这张照片明显出了问题——画面上的月球表面似乎出现了古怪的扭曲。

先驱者1号升空43小时候后重入大气层,坠入南太平洋,在这43小时里,它传回了近地空间环境的数据,证实了范艾伦辐射带(Van Allen belt)的存在。

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范艾伦辐射带是地球周围由高能粒子组成的两条带状区域,由美国科学家詹姆斯·范艾伦在1958年发现,其内带位于地球上空650千米至6300千米,外带位于地球上空10000至65000千米。范艾伦带内的高能粒子对载人航天器和人造卫星等都有一定危害,其内外层之间的缝隙则是辐射较少的安全地带。

图片 2月球勘测轨道飞行器,2009年6月18日发射升空,目前在环绕月球的轨道上对月球进行探测。图片来源:NASA

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这些磁场保护地球免受来自太空的辐射,但它们对于宇航员和无人驾驶飞行器来说都是禁区。而范艾伦探测器专门设计用于穿越安全带而不会被辐射破坏。这涉及屏蔽电子设备以防止电荷的积累和一般的加强,这使得飞行器能够充当飞行实验室来理解辐射对电子设备的影响。

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2012年9月,范艾伦带的内外层辐射带中间,出现了第三层辐射带。黄色表示辐射带,绿色表示辐射带之间的安全地区。

图片 4美国航空航天局近日公布了月球勘测轨道飞行器拍摄的这张照片。与以往NASA公布的那些清晰而又美丽的太空图片不同,这张照片明显出了问题,拍摄的月球表面似乎发生了奇怪的扭曲现象。图片来源:NASA's Goddard Space Flight Center/Arizona State University

Credits: NASA’s Marshall Space Flight Center

“设计航天器和仪器以抵御非常恶劣的辐射环境是范艾伦探测器在设计和开发过程中面临的最严峻挑战,”2007年至2012年APL项目经理Rick Fitzgerald说道。“辐射会对电子设备造成损害,导致不稳定的行为或彻底的失败。我们通过严格的设计审查程序,仔细选择电子零件以及广泛的零件和材料测试来降低失败的风险。”

美国科罗拉多大学博尔德分校大气与空间物理研究室的丹尼尔·贝克(Daniel Baker)及其同事,对来自该探测器的数据进行的一项新的分析显示:2012年9月2日,超高能量电子组成了第三层辐射带,并持续了4个多星期。这个意想不到的结构最终被一股强劲的太阳风吹散。这些发现说明,范艾伦辐射带存在极大的可变性,能够帮助我们了解太阳活动对范艾伦带的影响。

据LROC首席研究员、美国亚利桑那州立大学地球与空间探索学院教授马克·鲁滨逊(Mark Robinson)介绍,这张照片里出现的扭曲部分,是相机在拍摄时突然发生侧向剧烈振动的结果。LROC的研究人员总结说,左侧的窄角相机当时必定发生了短暂而又剧烈的抖动。

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尽管范艾伦探测任务仍在继续,但上个月的轨道变化将使航天器在掠过地球大气层的外围时处于一个不断变窄的轨道上。这需要在一年中的特定时间在轨道上的特定点处发射推进器。在那之后,物理定律接管,直到它们的轨道自然衰变并且工艺在大气中燃烧。

美国国家气象局空间天气预报中心的乔·昆切斯(Joe Kunches)说,目前还没有收到任何短暂出现的第三层辐射带损坏人造卫星的报告,不过卫星控制人员通常不会上报这种信息。

LROC由安置在月球勘测轨道飞行器上的3台相机构成。两台窄角相机拍摄高分辨率的黑白影像。第3台广角相机拍摄中等分辨率的影像,配合多种滤镜使用,还能够提供有关月球表面的性质及颜色的信息。

探险者1号于1958年1月31日发射升空,比先驱者一号早。

为了防止这两艘航天器成为航行危险,设计并建造这些航天器的约翰斯⋅霍普金斯应用物理实验室的研究人员于2月份通过一系列推进器演习,将它们置于轨道上。该探测器将于2034年左右毁灭。

图片来源:NASA

窄角相机的工作原理是线性扫描,即每次只扫一条线。扫完这条线后,随着航天器环绕月球作轨道飞行,相机与月球表面的相对位置发生变化,就可以接着扫下一条线,以此类推,最终扫完成千上万条线后便合成为一幅完整的影像。

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