NASA立方體衛星紫外線實驗研究任務是解決金星的神秘

在可見光下金星看起來平淡無奇，但將濾光片改為紫外線，地球的孿生兄弟突然看起來就像一個不同的星球。黑暗和輕的區域是球體的條紋，表明在行星的雲層頂部有吸收紫外線波長的東西。

的一組科學家和工程師在美國宇航局戈達德太空飛行中心綠地馬里蘭州已收到的資助機構的行星科學深太空SmallSat研究或PSDS3,項目推進一個立方體衛星任務的概念的本質揭示這個神秘的吸收體坐落在地球的雲層。

圖注

雲霧繚繞的金星看起來毫無特色，正如美國宇航局信使號所拍攝的圖像所顯示的那樣。然而在紫外線下，地球呈現出完全不同的面貌。圖片：NASa

這項名為「立方體衛星紫外線實驗」的任務將利用紫外敏感儀器和一種新型的碳納米管「聚光鏡」來研究金星的大氣層。

與地球的結構和大小相似，金星在大多數行星的相反方向緩慢旋轉。它的厚厚的大氣層主要由二氧化碳組成，有硫酸的雲團，在失控的溫室效應中吸收熱量，使它成為我們太陽系中最熱的行星，表面溫度足以融化鉛。

雖然NASA和其他國際太空項目派出多個任務金星,「雲頂吸收體的確切性質尚未確立,「說CUVE首席研究員瓦Cottini馬里蘭大學的研究員是誰領導的專家團隊組成,化學,動力學,和地球的大氣輻射傳輸。這是一個懸而未決的問題，這是一個重要的問題。

過去對金星的觀測顯示，一半的太陽能被一層硫酸雲的上層所吸收，給了這個星球上有條紋的黑暗和輕的特徵。其他波長被散射或反射到太空中，這就解釋了為什麼這個行星看起來像一個沒有特徵的、黃白色的球體，在人眼可見的光學波長中。

科特尼說關於這些條紋形成鮮明對比的原因有很多理論。一種解釋是對流過程將吸收塔從金星厚厚的雲層的深處挖走，將物質運送到雲層頂部。當地的風把材料吹散到風的方向，形成長長的條紋。科學家推測，在紫外線中觀察到的明亮區域對對流很有可能是穩定的，而且不包含吸收器，而黑暗區域則可以。

由於金星對太陽能的最大吸收發生在紫外線中，決定了未知吸收器的性質、濃度和分布是根本的，是一個高度專註的任務，適合在應用程序中使用。

圖注

正如在紫外線中所看到的，金星被光和暗區域所條紋，這表明一個未知的吸收器在行星的頂部雲層中運行。這張照片是由NASA的先鋒-金星軌道飛行器在1979年拍攝的。圖片：NASA

為了了解更多關於吸收器的信息，CUVE團隊包括戈達德科學家以及馬里蘭大學和天主教大學的研究人員，正在利用戈達德所製造的微型儀器和其他技術。CUVE除了可以使用小型的紫外線照相機來增加背景信息和捕捉對比度之外，還可以攜帶一個該死的光譜儀來分析光譜波段190 - 570納米的光，覆蓋紫外線和可見光。該團隊還計劃利用在立方體衛星導航、電子和飛行軟體方面的投資。

很多這些概念都是由重要的戈達德研究和開發投資推動的，」CUVE team成員Tilak Hewagama說，他曾與戈達德科學家Shahid Aslam、Nicolas Gorius等人合作，展示了一個立方體兼容的光譜儀。

另一種新穎的方法是使用一種輕型望遠鏡，它配備了用碳納米管製成的環氧樹脂鏡子。到目前為止還沒有人能用這種樹脂做鏡子。

這種光學技術有幾個優點。除了重量輕和高度穩定之外，它們也相對容易繁殖。他們不需要磨光——這是一種耗時且耗時十倍的昂貴過程，確保光滑、完美的表面。

由戈達德承包商彼得·陳(Peter Chen)開發的鏡子，是通過將一種環氧碳納米管和碳納米管混合在一起製成的，以滿足特定光學處方的模具製成的。然後技術人員加熱模具來固化環氧樹脂。一旦凝固，鏡子上就會塗上鋁和二氧化硅的反光材料。

研究目標

該小組計划進一步加強任務的技術，並評估技術要求，以到達環繞金星的極地軌道作為輔助載荷。該團隊認為要想達到目的地，還需要1年半的時間。一旦進入軌道，團隊將收集大約6個月的數據。

科特尼說CUVE是一個有針對性的任務，有一個專門的科學有效載荷和一輛小型巴士，以最大限度地利用飛行機會，比如拼車，另一個任務到金星或另一個目標，CUVE將補充過去、當前和未來的金星任務，並以更低的成本提供偉大的科學回報。

包括立方體衛星在內的小型衛星在美國國家航空航天局(NASA)的探索、技術演示、科學研究和教育調查中發揮著越來越大的作用，包括:行星空間探索;地球觀測;基本地球和空間科學;並開發前沿的科學儀器，如尖端的激光通信、衛星到衛星通信和自主運動能力。

來自：NASA的戈達德太空飛行中心

編譯：中子星

審校：博科園

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