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天空中的红外眼,NASA 新计划发射气球望远镜到平流层

发布于2020-07-28 05:52:11,天空中的红外眼,NASA 新计划发射气球望远镜到平流层,Kotoo科技新闻网(http://www.kotoo.com)
 

天空中的红外眼,NASA 新计划发射气球望远镜到平流层



用来观测美丽宇宙的望远镜,除了能建置在地面及丢到外太空轨道外,还有一个去处──大气平流层。NASA 新计划准备放出一个由高空气球悬挂的望远镜 ASTHROS,预计在 2023 年 12 月从南极洲升空,飘升至离地 40 公里的高度,执行 4 个科学目标。

利用气球将望远镜挂到高空中观测不是什么新技术,南极脉冲瞬态天线(Antarctic Impulsive Transient Antenna,ANITA)便是利用氦气球悬挂到离地约 35 公里处,探测微中子与南极冰层交互作用后发射出的无线电脉冲。

2005 年时也有个名为 BLAST(Balloon-borne Large Aperture Submillimeter Telescope)的球载望远镜发射,高空气球带着主镜 2 米的望远镜升至平流层,目标是搜寻恒星与行星起源,不过这架望远镜于 2007 年降落南极麦克默多站时失算,由于降落伞未能成功打开,导致南极风把望远镜拍在冰面拖曳了 24 小时,虽然数据硬盘最后找回了,但望远镜本体已面目全非。

现在 NASA 宣布新计划 ASTHROS 球载望远镜,预计 2023 年 12 月也要从南极麦克默多站发射,飘升至离地 40 公里(商业客机飞行高度 4 倍)的南极上空平流层,顺着风向绕南极 2~3 圈(约 3 周),虽然仍远低于大气与太空交界(地表以上约 100 公里),但这高度已能观察到平常被地球大气层阻挡的远红外光。

整体而言,ASTHROS 包含一个宽 150 米的氦气球,气球下方吊舱携带天文望远镜与科学仪器,其中远红外仪器因需维持低温状态,因此还会有一台低温冷却器来帮探测器维持在零下 268.5℃。

任务团队最近已对 ASTHROS 的有效载荷设计进行最后润饰,包括天文望远镜、科学仪器以及冷却电子系统的子系统,8 月初,NASA 喷射推进实验室(JPL)工程师们将开始对子系统进行集成与测试。

4 个主要科学任务

ASTHROS 就像是天空中的红外眼,此次任务将有 4 大目标:第一是探索银河系中 2 个主要恒星形成区域;第二是检测并绘制 2 种特定类型的氮离子并绘制图谱(可以揭露哪里有大质量恒星、超新星爆炸产生的恒星风重塑了当地气体云),然后将这些区域中气体的密度、速度、运动等资讯制成详细 3D 地图,希望了解恒星回馈机制,并改善星系演化的电脑模拟数值。

第三个目标为观察 Messier83 星系(也称南风车星系、NGC 5236)中的恒星回馈机制,ASTHROS 计划主持人 Jorge Pineda 指出,恒星回馈机制是整个宇宙恒星形成的主要调节器,但不能光靠银河系内的数据就对整个宇宙下定论,新任务希望可以深入了解恒星回馈机制对不同类型星系的影响。

第四个目标则是锁定长蛇座 TW(TW Hydrae)这颗橙矮星(K 型主序星),由于该恒星还很年轻,周围环绕着大量灰尘与气体,称为原行星盘。ASTROS 将测量原行星盘的总质量以及分布情况,或许可抓出新生行星形成的点。

科学任务完成后,操作人员将发送飞行终止命令,与降落伞相连的吊舱会与气球分开并返回地面,团队回收、重新保养望远镜后可以再次起飞。

  • NASA Mission Will Study the Cosmos With a Stratospheric Balloon
  • NASA Will Use a Football Stadium-Sized Stratospheric Balloon to Study the Cosmos

(首图来源:NASA)

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