天文新聞

日本計劃增加監視衛星數量

日本準天頂導航衛星
11月11日,日本政府針對實施日本太空 政策基本法的時間表發佈修正案。計劃將其情報收集衛星編隊的數量從四顆增至十顆,並開始從軌道進行海上監視,加強國家安全。

日本目前運行四顆情報收集衛星進行偵查和其他用途。兩顆是光學衛星,用於晴天觀測,而其他兩顆是雷達衛星,可在夜間或穿透雲層的覆蓋捕獲圖像。該系列衛星增至十顆可每天多次拍下地球的任意一點。所提議的時間表將在2023財年發射一顆備用光學衛星。也會增加數據中繼衛星,減少將圖像傳輸到地面所需要的時間。首顆衛星預計在2019年發射,另一顆在2024年發射。

【圖:互聯網;文:節錄自國家航天局網頁;新聞訊息由林景明提供】

太空探索科技公司飛龍二號太空船新引擎完成設計測試

超級天龍引擎測試照片
美國太空探索科技公司(SpaceX)公司的第二代載人飛龍號太空船(Crew Dragon)將會配備新型推進系統。引擎稱為超級天龍(SuperDraco)引擎,已經完成設計及測試。

這個引擎將會是新「飛龍二號」太空船,緊急逃生裝置的關鍵設備。緊急逃生系統可以在太空船升空的任何階段,當出現事故時,太空人具備逃生能力。超級天龍引擎是利用立體打印技術製成。

【圖、文:節錄自互聯網新聞報導】

天文學家發現系外行星有地球上二十倍風速的巨大旋風

畫家筆下的赤道上有強風帶的系外行星
英國華威大學(University of Warwick)以天文家湯姆·勞登(Tom Louden)為首天體物理學小組,發現一顆編號HD 189733b系外行星上的旋風,風速達到每秒兩公里。這是一個重大發現,說明不僅在太陽系內的行星上存在極端的天氣現象,系外行星上也有相同的情況。

HD 189733b的巨大旋風位於赤道附近,天文學家在高解像度光譜上發現鈉的吸收線,顯示它的大氣溫度較高。量度行星兩邊納吸收線光譜變化,結合了多普勒效應,從大氣結構遠離地球還是接近地球方向推算出其風速,得出風速達到每小時八千七百公里,比目前地球上已知的颶風都要快,接近地球上最快風速的二十倍,相當於音速的七倍。

【圖、文:節譯自華威大學新聞公佈】

嫦娥三號登月地點正式命名為廣寒宮

廣寒宮與紫微、天市、太微的位置
國際天文聯會10月5曰公佈,批准將嫦娥三號太空船登陸點周邊區域命名為「廣寒宮」,而附近三個小型隕石坑分別以中國古代天文的三垣,「紫微」垣、「太微」垣和「天市」垣命名。

在2013年12月14日,中國的嫦娥三號太空船成功登陸月球,成為世界上第三個國家能夠成功派太空船登陸月球。

【圖、文:節譯自國際天文聯會網頁;新聞訊息由林景明提示】

廣寒宮,又名蟾宮、月宮,是中國古代神話中對月亮上的宮殿的稱呼,廣寒宮中住有嫦娥及其玉兔,還有吳剛在砍桂樹。

三垣(垣是牆的意思)是為中國古代劃分星空的三個區域,與黃道帶上之二十八宿(粵語讀「叔」,二十八個宿舍的意思)合稱三垣二十八宿。三垣包括上垣之太微垣、中垣之紫微垣及下垣之天市垣;三垣始見於唐初《開元占經》中。

【補充資料:維基百科】

舊探測衛星變身成為近地小行星獵人

廣域紅外線巡天探測衛星搜尋近地天體延伸任務
美國太空總署2009年12月14日發射口徑0.4米的廣域紅外線巡天探測衛星(Wide-field Infrared Survey Explorer,簡稱 WISE),在2010年10月,衛星上的製冷劑用完,但衛星上各種儀器狀態仍然非常良好。美國太空總署行星部有見及此,出資將這顆人造衛星的用途,更改為進行不使用製冷劑的「搜尋近地天體延伸任務」Near-Earth Object WISE,簡稱 NEOWISE。

「搜尋近地天體延伸任務」是美國太空總署今年資助的五十四個研究計劃之一的近地天體觀測計劃。至今已經完成搜索98%監控名單中超過一萬三千顆近地天體。在觀測過程中,發現多一千五百顆近地天體。

【圖、文:節譯自美國太空總署網頁】

把整個宇宙搬進了劍橋大學英皇學院禮堂

英皇學院禮堂的星空​​之網
劍橋大學從來不缺偉大的畢業生,從牛頓到愛丁頓,這所大學在許多領域都表現得十分優秀。上個月,幾位受人尊敬的劍橋大學畢業生聚集在英皇學院禮堂,舉行了一個籌款儀式,其中包括伊安·麥克萊恩爵士(Sir Ian McKellen)、大衛·艾登堡爵士(Sir David Attenborough)和史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)。

學院為此破天荒地邀請藝術家在禮堂內創作了一個小品。這位受邀者來自墨西哥,是一位著名的先鋒派數碼視覺藝術家,名叫米奎爾·切瓦里耶(Miguel Chevalier)。切瓦里耶在整個禮堂內部投上了數碼影像,以視覺方式,對每一位演講者的傑出成就加以了詮釋。

在這些作品中,當屬史蒂芬·霍金部分最令人驚艷(大約在影片2分35秒處)。這座十六世紀禮堂的四壁和拱頂,在瞬間幻化成了一張交錯的星空​​之網,把宇宙的大美表現得淋漓盡致。

【圖、文:節錄自星空天文網;新聞訊息由林景明提供】

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https://www.youtube.com/watch?v=a9XSg9Aulos

中國風速減弱削弱了太陽輻射

去除雲效應之後地表太陽輻射和地表風速的統計關係
地表太陽輻射驅動著地球表面上水、熱、碳等循環。已有研究發現在全球多數地區地表太陽輻射在上世紀90年代之前呈現持續減弱趨勢,此後輻射增強,而氣溶膠溶度的變化被認為是太陽輻射年代際變化的主導因子。在中國,由於過去幾十年總雲量減少與地表太陽輻射減弱的矛盾,氣溶膠排放增加更是被認為是輻射減弱的罪魁禍首。值得注意的是,風速減弱是過去幾十年中國氣候變化的一個主要特徵,而風速減弱不利於氣溶膠的擴散,因而可能進一步減弱了地表太陽輻射。然而,由於缺乏長期的氣溶膠濃度觀測,使得上述猜想缺乏數據支持。

近日,青藏高原卓越中心陽坤研究員課題組利用常規氣象資料建立了去除雲效應之後的地表太陽輻射和地表風速的統計關係,提供了地表風速減弱可降低地表太陽輻射的明確證據,該效應在污染較嚴重地區可以致使地表太陽輻射降低達15% ,而在青藏高原以及其他污染較輕的地方該效應則可以忽略。當風速強於3.5 m/s ,氣溶膠基本可以通過擴散被清除,地表太陽輻射則不再隨風速改變。利用這一統計關係,陽坤課題組首次建立了定量估計氣溶膠直接輻射效應(包括排放增加的效應與風速減弱的放大效應)對地表太陽輻射長期變化的貢獻。其結果表明,該貢獻值大約為20% ,而不是已有研究認為的主導因子。若考慮氣溶膠排放維持在1960 年代水平,那麼1990 年之後中國地表太陽輻射將會明顯增強。

【圖、文:節錄自中國科學院青藏高原研究所網頁;新聞訊息由林景明提供】

土衛二球粒隕石狀核相互作用產生熱水環境

畫家構思的土衛二內部的樣子
日本東京大學理學研究科的関根康人、渋谷岳造和鈴木勝彦硏究團隊通過模擬實驗發現,土衛二(Enceladus)核心的成分與原始隕石較為類似,其地下海洋中或存在氫氣。如果這一點得到證實,將表明土衛二地下海洋或具備孕育生命的可能。

為了模擬富含二氧化矽的微小顆粒的產生,硏究小組進行了一次模擬實驗,合成了土衛二環境下的液體。研究表明這些液體的成分同蛇紋石和滑石粉的成分一致,而類似礦物也在原始隕石中發現過。模擬實驗顯示,土衛二地殼下極有可能存在著制氫反應,這能為其中可能的生命形式提供能量。

【圖:美國太空總署;文:節譯自東京大學新聞公佈;新聞訊息由林景明提供】研究論文「土衛二球粒隕石狀核相互作用產生熱水環境」刊登在已經出版的《自然通訊》期刊

望遠鏡鏡片大改觀

傳統光學鏡片(左)和自由曲面光學鏡片(右)
新望遠鏡鏡片光學技術稱為「自由曲面光學(freeform optics)」利用電腦來控制製作和測試的過程,已經在光學工程界引起一陣大海嘯,並應用在許多光學設計中,例如道路照明等。美國太空總署見識到洋芋片形這樣的不對稱光學(asymmetrical optics)的好處,美國太空總署所屬哥達德太空飛行中心(Goddard Space Flight Center)的光學工程師約瑟·霍華德(Joseph Howard)和加勒特·威斯(Garrett West)等人於是迅速地建立一個自由曲面光學技術團隊FORGE(Freeform Optics Research Group Endeavor)。

由於影像品質更好,封裝體積更小,對想發展諸如緊密型望遠鏡(compact telescope)、立方衛星(CubeSat)和其他小型衛星等領域的科學家而言是個天大的好消息,而大型太空任務也可以在配重等問題上獲得改善,如此一來產品能更大眾化,建造與發射所需的費用降低,成本效益當然比許多傳統太空任務更好。

霍華德表示:如果你要將望遠鏡裝近一個小一點的盒子裡,便得把望遠鏡鏡片彎曲成洋芋片一樣的形狀。傳統的雙面鏡望遠鏡(two-mirror telescope)是由一片聚光用的主鏡(primary mirror)和小一點、導光至偵測器用的副鏡(secondary mirror)所組成。這兩片「旋轉對稱(rotationally symmetric)」的鏡片,淺白點說就是圓形的鏡片,需要仔細調整它們的光軸才能減少光學像差,避免讓影像變模糊。

在自由曲面光學技術的協助下,不對稱鏡片可以更好地校正像差的問題,所以可以讓可用的視野變得更大,如此一來便可大大地降低了光徑長短,因而得以減少整個封裝的體積。

霍華德目前正在近一個項目,評估改造海岸測量儀器的光學系統。這種儀器原本由9片對稱鏡片組成,但利用自由光學技術改造後,僅需6片鏡片就可以達到效果,更棒的是,儀器的體積只有原來的1/10而已。

此外,他們已經選定一種雙鏡片自由曲面光學望遠鏡設計型式,目前正在等候兩片自由曲面鏡片送抵,待望遠鏡原型機製作完成後便可進行測試。他們設計研究顯示:利用自由曲面光學技術,可將光學儀器的體積縮減為原來的1/5以上,而且所獲得的影像品質還比原來的更好。

霍華德等人計畫明年要繼續測試雙面鏡儀器,其中包含以立體印表機製作的自由曲面鏡片,即所謂的「積層製造(additive manufacturing)」列印技術。美國太空總署科學家之前也曾利用立體印表機製作望遠鏡的各個零件,而霍華德等人的這項計畫更深入,連鏡片都以立體列印方式製作。如同立體CAD模型一樣,在自由曲面光學技術之下,利用以電腦控制的雷射槍頭可精準控制需融化物質的位置,而由於鏡片是一層一層疊家列印的方式來製作的,所以可以製造出任何形狀的鏡片。這些科學家相信這項技術可以改變許多未來的太空任務,包括拍攝系外行星的儀器,所以美國太空總署等機構都將從中受惠,天文科學前進的腳步也將更快、更有力了。

【圖、文:節錄自台北天文館之網路天文館網頁;新聞訊息由林景明提供】

不明物體昨日如期進入地球大氣層燒毀

WT1190F進入大氣層燃燒的情況
昨日(11月13日)香港時間14時18分34.3秒 (±1.3 秒),一個編號WT1190F,帶外殼的中空物體如期進入地球大氣層,在空中解體燃燒,初步觀察並無殘餘物體墜落地面或海上。科學家判斷這件不明物體大小僅一至二米,但是無法判斷物體的來源。

歐洲太空總署追蹤這個物體一段時間,能夠非常準確預測它進入大氣層的時間和位置。美國和德國天文學家得到國際天文中心和阿聯酋航天局的贊助,乘坐包機到斯里蘭卡上空成功觀測這次事件。可惜當地因為密雲,民眾未能看見好像火流星的燃燒現象。

【圖、文:節譯自國際天文中心新聞訊息】

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國際天文中心是位於阿拉伯聯合酋長國首都阿布扎比的一個天文機構,成員分佈世界各國,主要從事伊斯蘭新月觀察項目及監視人造衛星進入大氣層計劃。

https://www.youtube.com/watch?v=YJT-q8_dl88

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