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月球表面,稳定如一,有幸成为科学家们的“校准工具”

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  月球表面成为一种“校准工具”

  

简介:地球表面千变万化,月球表面比较稳定。月球视觉上的如一为校准和定位工具提供了可能。

  月球相对静止的表面是地球观测仪器理想的校准候选对象。

  

  由Eumetsat Meteosat第二代卫星拍摄的地球表面图像,月球正凝视着地球。图片来源:Eumetsat

  事物不停地在变化。这个令人生畏的想法在任何时候都被证明是一个正确的结论,但当涉及到校准在地球表面观测的仪器时,需要一个视觉上一致的物体,那就是月球。有了月球,仪器就可以确保从地球那儿采集到的环境数据质量上乘,并且更加可靠。

  当地球表面继续进化时,月球的表面在数百万年来保持着不变的状态。除了偶尔的流星体撞击外,月球的表面几乎没有改变,这使得它成为配置这些仪器的最佳候选。欧洲航天局(ESA)领导的一个项目现在正在计划着提高月球的实用性。

  

  月球表面。图源:bing

  出于这个原因,一组科学家来到了西班牙特内里费岛的泰德山的山坡上,避开云层和空气中的灰尘来观察月球。他们在泰德山上安装了一个专门用来测量夜间月光变化的仪器,来提高未来月球校准工作的准确性。

  “全球的太空机构都使用月球作为一个评估、监测地球光学观测仪器的校准,”负责监督这个项目马克·布维解释说,“这些仪器在发射前都会经过仔细校准,但在太空中,由于辐射、透镜污染或机械变化,它们的性能可能会逐渐漂移。

  “我们需要确定,从地球接收到的光线的变化代表了地面的真实变化,而不是仪器的变化。因此,我们需要一个代表不变、稳定光源的校准目标,以查明在空间仪器测量中任何性能漂移。”

  有一些任务使用内部校准设备,还有一些任务利用相对不变的陆地特征,比如沙漠中的平原、海洋或盐滩来完成这种配置。在这个ESA领导的项目中,研究人员可以模拟来自这些目标事物的辐射。但是从地球上校准的问题是,土地仍然会随着时间而变化。

  

  太阳光度计将采集数据,以改进对月球的校准。图片来源:欧洲航天局

  “与地球上的任何地方相比,月球表面是不变的,”马克补充道,“因此,很多地球观测任务利用月亮来监测其校准的稳定性,无论是从低地球轨道还是地球同步轨道。”

  “主要的问题是,无论我们从哪里看,我们看到的月亮并不总是同一个月亮。它没有整齐的、围绕着地球的圆形轨道, 地球在绕着太阳转时也没有完美的圆形轨道。在月亮周期的每28天中,我们并不总是能看到完全相同的一面:有时我们在侧面或顶部看到的更多,这就是我们所知的月球天平动。”

  

  月球天平动。图源:维基百科

  “事实上,月球需要18年才能回到它现在的样子。”

  他说:“我们的目标是在两年的时间里观察整个月球表面,以便能够建立一个更加精确的月球辐射模型。当前最好的建模中有10%的不确定性;我们希望能将这一比例降至2%左右。”

  一个太阳光度计现在安置在泰德山上。这类似于在测量大气中粒子的全球光度计网络。这个仪器的不同之处在于它是经过精心设计的,可以在夜间工作,测量月光的强度。

  

  由于得到了欧空局活动倡议的支持,该项目正由一个联盟负责,该联盟包括英国国家物理实验室、西班牙瓦拉多利德大学和比利时的维托(佛兰德斯技术研究所)。

  “去年举行了一次月球校准会议,与会者来自美国国家航空航天局(NASA)、美国国家海洋和大气管理局(NOAA)、法国空间研究中心(CNES)、日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)和中国,”马克补充说。

  

  “有很多人都对这个项目感到兴奋——比如美国和中国的努力说明了一切。因为成功会使我们能够联系过去、现在和未来的光学观测任务共同校准参考,让数据更容易交叉比较,丰富我们对地球环境的整体认识。”

  “我们希望改进后的模型能在十年内投入使用。”

  作者:Lee Cavendish

  FY:Draco

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