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全新高光谱成像仪 造就气球飞行成功

行业聚焦点中国仪表网2014年08月28日 15:03人气:6776

  【中国仪表网 行业聚焦点】近日,在新墨西哥州,一个高空气球将一台气象学高光谱成像仪成功送上了123,000英尺的高空。这一高度与大气层高度相当,既模拟了太空环境,也展示人类在获取地球高清科学探测资料的进步。
  

  科学家们将短波辐射、散落在大气层和地表的紫外线和其反射回宇宙的紫外线作为研究地球动态气候的计量。通过研究短波辐射的波动,科学家们能够更好的了解环境变迁和全球变暖的情况比进行监控正在充氮气的美宇航局高空气球,该气球将用于气象学高光谱成像仪(HYSICS)展示飞行。
  
  之前美宇航局测量辐射的方式主要是地球探测卫星,但是有了该技术将来的测量的高度将比当今研究人员所用高很多。下一代的数据将使得发现气候变化预测的周期从数十年减短到几年,这样气候变化倾向预测将更加及时和准确。
  
  为了让仪表化能更加适应这样高精度探测的需要,宇航局科技办出资赞助来自科罗拉多大学博尔德大气和空间物理实验室的雷哲科普开HYSICS设备。该设备检测地球几乎所有辐射,从紫外线到红外线。
  
  该设备的光谱范围为:350-2300纳米波长,这几乎涵盖了太阳散发的能量。通过它高精度的数据我们能够更好的了解太阳能量有多少被地表和大气层反射回去,这对气象研究十分重要。
  
  货车将此次实验所用设备运输到新墨西哥州沙姆纳堡的哥伦比亚科学气球发射中心。该设备的首航在2013年9月29号同一地点。上次的飞行给了科普和他的团队飞行经验和数据,而这些对他们改进此次展示性飞行设备起了重要作用。
  
  该日中午,气球成功升空并达到能够产生7公里范围图像的高度。此次飞行HySICS将收集科学数据并通过太阳和月亮的辐射定期自动校准。根据太阳能产生量进行校准,该设备能够收集到高精度的地球数据。
  
  就精度而言,设备的3个校准标准十分重要:地球,太阳,月亮。瓦勒普斯角秒指针(WASP)的发明让短途飞行成为可能,这个气球用指针是专门为宇宙科学家设计的主要作用是用以瞄准感兴趣的远程物。WASP由宇航局瓦罗普斯飞行研究所发明,于2011投入第一次实验飞行2012年又进行了一次工程飞行。经过大量的实验,WASP和它的第一个合作伙伴HySICS共同构成了辐射测量设备进行了首次工程飞行。
  
  从点火到着陆,HYSICS和WASP飞行了将近9小时。当科学队搜集了足够用以验证设备精度的数据后,气球所载物与气球分离,并通在两片雷雨云中间过降落伞安全到达地面。着陆地点在亚利桑那州的霍尔布鲁克东部。
  
  该飞行被视为运用和科学的胜利。HYSICS团队通过其收集到了飞行中高质量的辐射数据,而现在他们正在实验室对数据进行加工分析。
  
  当分析完成,HYSICS团队就能知道他们是否通过此次飞行收集到了人类科学史上最精确的短波辐射数据,如果他们成功了,这将是一个科学技术进步的里程碑。此后科学家们也许将来有一天能够用这样的数据构建一个可靠的气象模型。
  
  宇航局地球科学办公室资助了此次高新技术的研发和展示。这项成果将对地球科学测量工作有广泛影响。从新一代传感器、通讯系统设备到电脑建模,地球科学办公室的研究硕果累累,而这些向我们展现了地球和自然系统不为人知的另一面。
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