天文新聞

歐洲太空總署決定羅塞塔號長眠彗星的位置

紅圈是羅塞塔號長眠在彗星的位置
歐洲太空總署羅塞塔號科學小組已經選定,彗星探測太空船,將於9月30日,香港時間18時30分,在受控制情況下降至楚留莫夫·格拉希門克彗星表面,位於菲萊登陸「阿吉勒基亞(Agilkia)」附近,伴隨著菲萊長眠彗星表面,光榮完成它的歷史使命。

這個決定是因為太空船跟隨彗星遠離地球和太陽,奔向木星的軌道,導致太空船上的太陽能發電能力顯著降低,令電力不足以維持儀器的正常操,而且未來有用的科學數據將會大幅減少。這兩年太空船近距離環繞一顆塵土飛揚的彗星飛行,惡劣的環境令太空船老化程度超越過去十二年的總和,這意味著羅塞塔號已經達到它自然生命終結的時候。

不似在2011年,羅塞塔號進入三十一個月的冬眠旅途,這一次是騎在彗星旁邊,跟隨彗星遠離太陽(超過八億五千萬公里),是羅塞塔號啟航以來,未曾到過的最大距離。結果是,太空船沒有足夠的電力功率在彗星遠日點時,可以保證羅塞塔的加熱器能夠保持太空船上的設備足夠溫度可以生存。因此,在2014年羅塞塔號科學小組商討後,決定羅塞塔跟隨菲萊彗星登陸器下降到彗星表面。

在任務的最後幾個小時,羅塞塔號將會進行一個千載難逢的觀測活動,包括拍攝它墜毀前的高分辨率照片,並傳回地球,同時所有傳感器都會開啟,用於近距離量度彗星的化學環境;只有通過這樣一個獨特的過程,令到羅塞塔號可以得到珍貴的彗星特寫數據。屆時數據測量一直到通訊停止,太空船到達彗星表面,操作全面結束。

【圖、文:節譯自歐洲太空總署網頁】

著名月球行星製圖專家安東尼·利高逝世

安東尼·利高 (1932 - 2016)
著名月球行星製圖專家安東尼·利高(Antonín Rükl)7月12日在家中逝世,享年八十四歲。

安東尼·利高(1932年9月22日-2016年7月12日)是位捷克天文學家,製圖專家和天文科普作者。他出生於捷克的斯洛伐克(Čáslav),他在學生時候已經對天文產生興趣並立志成為天文學家。1956年他畢業於捷克理工大學,隨後在首都布拉格大地測量研究所的天文部門工作。1960年他加入了布拉格天文館 ,後來升職至天文館館長。 他也是捷克斯洛伐克天文學會行星組組長。他由1996年起,獲委任為國際天文館會議的副主席,直至在1999年底退休為止。

安東尼·利高在他的職業生涯中,大力推動普及天文,並撰寫了很多關於天文知識的書籍;他精於繪製月面圖及在很多刊物中加上月球的插圖。 他最著名的作品是《月球地圖集》Atlas of the Moon 。

【圖、文:節譯自天空和望遠鏡雜誌網頁及維基百科;新聞訊息由朱永鴻和林景明提示】

飛龍號貨運太空船攜帶新對接裝置抵達國際太空站

國際太空站上的太空人用機械臂抓住飛龍號太空船
美國太空探索科技公司飛龍號貨運太空船經過兩天的飛行後,於7月20日香港時間18時56分抵達國際太空站,送去了可供未來美國商業載人太空飛船使用的一個新對接裝置和首個太空去氧核糖核酸(DNA)測序儀。

飛龍號貨運太空船7月18日搭乘獵鷹九號火箭從佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地發射升空。太空船追上國際太空站軌道後,獵鷹九號第一級火箭在卡納維拉爾角空軍基地的一號著陸區成功著陸。

這是飛龍號貨運太空船第九次執行國際太空站補給任務,它總共攜帶了大約2.3公噸重物資,其中包括一個名為「國際對接適配器」的金屬環形裝置。該裝置重達四百五十公斤,能夠為不同型號的太空船提供自動對接服務,有望營造出一個更為靈活開放的太空探索環境。按照計劃,太空站上的太空人將於8月通過太空漫步,將對接裝置安裝在適當的位置。

此次飛龍號太空船還攜帶了一些重要的實驗設備,其中包括一台只有手機大小的、可對病毒和細菌以及小鼠樣本進行測序的DNA測序儀;還有另一台設備將用於研究人類心臟在微重力環境下的變化,以及這些變化在不同人之間有多大區別的儀器。

飛龍號太空船將在國際太空站上停留至8月29日,之後返回地球,最終降落在太平洋海面。

【圖:美國太空總署;文:節錄自國家航天局網頁;新聞訊息由林景明提供】

人類信息有望在宇宙中永久保存

畫家構思的激光推動微型宇宙飛船
一個名為「人類之聲」Voices of Humanity 的激進項目,提出複製人類生命基因藍圖和知識文化的計劃,利用激光將信息發送至「宇宙雲」Cosmic Cloud,以防可怕的災難發生時,地球和人類信息無法保留。

這個計劃在復製備份人類信息,然後發送到人類能夠抵達的太陽系之外的星球,但在計劃最開始階段,會使用激光傳送數據​​,將宇宙飛船的規模小型化,直至縮小到集成電路晶片大小,再將這個「人類信息晶片」發送至地球軌道,晶片內容將包含人類去氧核糖核酸(DNA)編碼、語音製品與書籍。此後,團隊會嘗試利用定向能來推動所謂的「晶片宇宙飛船」,作為地球的使者將家園的人類文明重要信息擴散至宇宙空間。

「人類之聲」計劃的目的是要表達所有人類的信息,並將這些信息永久保存。目前,團隊成員正希望通過眾籌平台來籌集資金,以實現激光推動微型宇宙飛船的最終目標。

該項目聯合創始人、美國加州大學菲利普·盧賓(Philip Lubin)教授表示,人們有時候會說:「我們希望備份人類文明」,但這並不是開玩笑,他們的團隊正在從事這件事並已將其作為努力目標。在某種意義上,他們支持全人類使用宇宙作為儲存平台。

盧賓同時還參與了「突破星擊」Breakthrough Starshot,即霍金於2016年4月宣布聯合互聯網投資人尤里·米納(Yuri Milner )啟動的一項可以更好地了解宇宙、給科學和太空探索帶來革命性變化的項目。這項投資一億美元的計劃,就包括研製一個可以用激光發射的微型「晶片太空船」,其配備帆狀結構,按設想將可抵達南門二星以及其它外太陽系行星系統。

【圖:突破獎基金會;文:節錄自國家航天局網頁;新聞訊息由林景明提供 】

中國X射線天文衛星徵求標誌設計

畫家筆下的中國硬X射線天文望遠鏡
中國硬X射線天文望遠鏡(Hard X-ray Modulation Telescope,簡稱 HXMT)是中國第一顆X射線天文衛星,可以進行寬波段大天區X射線巡天成像,具有獨特的觀測黑洞、中子星等高能天體多波段X射線快速光變的能力,並可以監視天空的高能爆發現象,X射線天文望遠鏡升空後,將大大加深天體上的劇烈爆發過程、中子星強磁場合黑洞強引力場中的動力學、高能輻射過程的認識。衛星計劃在今年11月發射升空。

中國科學院高能物理研究所決定向全所及HXMT的其它參研單位徵集衛星的標誌,2016年9月20日截稿。

有意參加設計的個人或者單位可按左下角「外部連結」參閱徵求標誌設計說明。

【圖、文:節錄自中國科學院高能物理研究所網頁;新聞訊息由林景明提供】

http://www.ihep.cas.cn/xwdt/tzgg/201607/t20160721_4643914.html

歐洲太空總署升級月球勘探採礦工具

「展望」月球採礦工具鑽機模型
歐洲太空總署近日同意大利航空航天工業巨頭李安納度-芬梅卡尼卡(Leonardo-Finmeccanica)公司,在英國舉辦的範堡羅(Farnborough)航展上簽署了一份總值八百萬歐元,大約 (港幣6,820萬元,新台幣2.8億元,人民幣5,870萬元)的合約。歐洲太空總署要求該公司研製一套名為「展望」Prospect 的月球採礦工具,其中包括一款鑽機模型和一個化學實驗室。這一設備將隨著俄羅斯的「月球-資源」Luna-Resurs 探月任務於2021年前往月球。

當然「展望」勘探工具包的硬件並非從頭開始研製,而是建立在歐洲太空總署以前的探測設備基礎上。

「展望」勘探工具包中的鑽機與歐洲太空總署為彗星登陸器菲萊(Philae)勘探楚留莫夫-格拉希門克彗星時研發的工具,以及歐洲太空總署為2020火星任務(2020 ExoMars)研發的工具有很多相同的特性。不過,李安納度-芬梅卡尼卡公司的諾曼·博尼(Norman Bone)說:“新的勘探鑽機真是很尖端的技術,勘探工具將在一米深的地下以及攝氏零下170度的環境下工作。”

另外,勘探工具包中的化學實驗室也藉鑑了菲萊上的托勒密(Ptolemy)化學分析儀器的相關技術。 托勒密化學分析儀器由英國公開大學(Open University)製造,其主要任務是研究彗星的表面和地下,以揭開太陽系形成的奧秘。在最新項目中,公開大學打算將托勒密的功能複製到這個新的微型分析工具箱上。

公開大學的西緬·巴博(Simeon Barber)博士表示,我們可能會在月球極地的表面發現一些像霜一樣的水冰,但有數據表明,挖得越深,水的濃度越高,我們並不知道是否真是如此,這是設計此類任務的困難之處。我們想知道,那兒有多少水,不同深度的分佈如何,以及情況是否會隨著時間的流逝而改變。

【圖:歐洲太空總署;文:節錄自國家航天局網頁;新聞訊息由林景明提供】

科學家建立中國區域高分辨率電離層數據同化模型

電子密度剖面圖(上)電離層每日變化地圖(下)
電離層數據同化,是指將零散分佈的電離層多源觀測數據融合到背景模式當中,使背景場與觀測值相互匹配,從而建立既包含內在物理過程,又反映真實觀測的電離層模型的重要方法。數據同化可以有效的彌補觀測的時空局限和背景模型的精度偏差,是電離層空間天氣現報預報領域的研究重點之一。

中國國家空間科學中心空間環境研究預報室的阿爾察、劉四清、黃文耿等研究者綜合利用地面數據和衛星觀測掩星數據,使用國際參考電離層作為背景場,採用卡爾曼濾波、三維變分等同化方法,針對中國及周邊區域構建了電離層總電子含量和立體電子密度高精度高分辨率數據同化模型。結果分別與其它國際機構的全球電離層觀測同化模型分別進行了對比驗證。分析結果顯示模型精度較高,算法合理可行,可為電離層空間天氣現報預報,衛星導航、雷達成像等空間環境應用提供精確有效的電離層信息,具有較為重要的科學和工程意義。

【圖、文:節錄自中國科學院國家空間科學中心網頁;新聞訊息由林景明提供】研究工作發表在美國地球物理聯合會的學術期刊

美台合作開發月球資源探索計劃用的無人登月艇

月球資源探測計劃標誌
美國太空總署和台灣中央研究院、國家太空中心及中山科學研究院組成的團隊簽署合作協議,在「月球資源探測計劃」中,聯手開發無人登月艇。預計2018年10月台灣方面可以將製成品送到美國進行整合測試,到2020年將無人登月艇發射升空,登陸月球。

美國太空總署認為月球南、北兩極長期黑暗的地方可能有水冰存在,可供建立月球基地使用,因此需要攜帶設備,登上月球表面探勘及分析。「月球資源探測計劃」就是在月球表面建立基地之前進行的探勘計劃。

「月球資源探測計畫」開發的登月艇,當中包括:探勘用的月球車和登月小艇的推進系統,由美方負責;登月艇中的感應和探測系統,則由台灣中山科學研究院負責研製。

【圖:美國太空總署;文:綜合互聯網新聞報導】

請按左下角「外部連結」觀看有關「月球資源探測計劃」影片

https://www.youtube.com/watch?v=fMXWsiaEK6Q

中國科學家在磁重聯動力學過程研究取得新進展

磁重聯擴散區示意圖
磁重聯(magnetic reconnection ),或磁力線重聯(magnetic field line reconnection ),又稱磁場湮滅,是天體物理中一種非常重要的快速能量釋放過程,也是磁能轉化為粒子的動能、熱能和輻射能的過程。人們普遍認為太陽上的能量釋放是磁重聯導致的。磁重聯過程經常發生在空間和實驗室等離子體中,造成諸如太陽耀斑爆發、日冕物質拋射、行星磁層磁暴及亞暴、吸積盤中噴流和實驗室托克馬克裝置中的鋸齒振盪等重要的物理現象。然而,自1946 年澳大利亞科學家維納·杜志雲納尼(Ronald Giovanelli) 提出了磁重聯概念以來,磁重聯過程中磁能究竟是如何釋放以及磁重聯擴散區內部的動力學過程一直爭議不斷,目前尚沒有被廣泛接受的理論。

要揭開磁重聯擴散區內部動力學過程及能量耗散機制,利用人造衛星在磁重聯擴散區內部採集數據是最有效和最直接的研究手段。中國科學院地質與地球物理研究所和中國科學技術大學以及奧地利科學院空間研究所研究團隊在磁重聯擴散區內部動力學過程及其能量釋放機制研究中取得重要進展。他們利用探測衛星在地球磁尾磁重聯擴散區的直接觀測資料,結合計算機數值模擬結果,發現了磁重聯擴散區充滿了小尺度磁通量繩結構,同時他們還發現多個小尺度通量繩之間相互合併,使得磁重聯過程最終演化為湍流,從而可以更為有效地釋放磁場能並加熱加速等離子體。在此基礎上,此次研究成果進一步證實了薄電流片撕碎產生磁重聯區小尺度磁通量繩,磁通量繩不斷地產生、相互合併,磁重聯最終演化為湍流形式釋放磁能的物理過程。

【圖、文:節錄自中國科學院地質與地球物理研究所網頁;新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在已經出版的《自然物理學》期刊

全球最大射電望遠鏡首次捕捉到的圖像

開光後首次捕捉到四個放大的無線電圖像
位於南非的MeerKAT射電望遠鏡陣列首次捕捉到的圖像,展現位於宇宙一角的一千三百多個星系,其中只有七十多個先前為人類所知。MeerKAT望遠鏡陣列首席科學家費爾南多·卡米洛(Fernando Camilo)博士表示,這些圖像比預期好得多。捕捉這些圖像當天,MeerKAT只動用了四分之一的實力:十六個碟形天線。這個位於南非偏遠乾燥地區的射電望遠鏡陣列於2014年啟用,預計明年全部六十四個碟形天線將投入使用,參與構成全球最大的射電望遠鏡平方公里陣列(Squarry Kilometer Array,簡稱 SKA)。

SKA項目是本世紀最重要的國際科學工程之一,中國、英國、澳洲、南非和德國等多個國家都參與這個計劃。項目計劃在南非和澳洲建設約三千個天線和二百五十組中頻和低頻孔徑陣列。它們將組成巨大的射電望遠鏡,其接收面積達一平方公里,靈敏度和搜尋速度將遠非現有設備可比。

【圖:南非平方公里射電望遠鏡陣列;文:節錄自國家航天局網頁;新聞訊息由林景明提供】

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