НАСА използва лунна светлина, за да подобри точността на сателита

Този електромагнитен спектър показва как енергията се движи във вълни; Хората могат да виждат само видима светлина, но целият спектър се използва от инструментите на НАСА за наблюдение на Земята и др. Кредит: НАСА

Въздушният апарат на НАСА Lunar Spectral Irradiance, или air-LUSI, лети на борда на самолета на НАСА ER-2 от 12 до 16 март, за да измери точно количеството светлина, отразена от Луната. Отразената лунна светлина е постоянен източник на светлина, от който изследователите се възползват, за да подобрят точността и последователността на измерванията между спътниците за наблюдение на Земята.

“Луната е изключително стабилна и не се влияе от фактори на Земята като климата до голяма степен. Тя се превръща в много добър еталон за калибриране, независим еталон, чрез който можем да настроим нашите инструменти и да видим какво се случва с нашата планета”, каза Air -Главният изследовател на LUSI, Кевин Търпи, професор по научни изследвания в Университета на Мериленд, Колидж Парк.

Полетите на air-LUSI са част от цялостното сателитно калибриране и усилия на НАСА. Резултатите ще допълнят наземни сайтове като Railroad Valley Playa в Невада и заедно ще осигурят на орбитални спътници със стабилен набор от данни за калибриране.

НАСА разполага с повече от 20 спътника за наблюдение на Земята, които дават на изследователите глобална перспектива за взаимосвързаната земна система. Много от тях измерват светлинни вълни, отразени, разпръснати, погълнати или излъчвани от земната повърхност, водата и атмосферата. Тази светлина включва видима светлина, която хората виждат, както и невидими ултравиолетови и инфрачервени дължини на вълната и всичко между тях. Подобно на музикалните инструменти в оркестъра, отделните сателитни инструменти трябва да бъдат “в синхрон” един с друг, за да могат изследователите да извлекат максимума от своите данни. Използвайки Луната като “камертон”, учените могат по-лесно да сравняват данни от различни спътници, за да разгледат глобалните промени за дълги периоди от време.

Ето къде идва air-LUSI. Разработен в партньорство с Националния институт по стандарти и технологии (NIST), Геоложката служба на САЩ и университета Макмастър, air-LUSI е телескоп, който измерва колко светлина се отразява от лунната повърхност, за да оцени количество енергия, която спътниците за наблюдение на Земята получават от лунната светлина. Той беше монтиран на борда на самолета ER-2, управляван от и излитащ от Центъра за изследване на полетите Армстронг на НАСА в Палмдейл, Калифорния. ER-2 е самолет на голяма надморска височина, който лети на 70 000 фута, над 95% от атмосферата, която може да разпръсне или абсорбира отразената слънчева светлина. Това позволи на air-LUSI да събира много точни, проследими от NIST измервания, които са аналогични на тези, които сателитът би направил от орбита. За да се подобри точността на моделите на лунно отразяване, измерванията на въздуха LUSI са точни с по-малко от 1% несигурност. По време на мартенските полети air-LUSI измерва Луната за четири нощи точно преди пълнолуние.

Този въздушен подход има предимството да изучава лунната светлина по време на различни фази на Луната, като същевременно може да върне инструмента между полетите за оценка, поддръжка и, ако е необходимо, ремонт.

НАСА използва лунна светлина, за да подобри точността на сателита

Самолетът на НАСА ER-2 е показан готов за зареждане с гориво и подготовка за полети. Кредит: Кен Улрих

Правене на подобрения за по-добра точност

Спектрометърът air-LUSI е херметически затворен в корпус, който поддържа инструмента постоянно при температура и налягане на морското равнище. Светлината, събрана от телескоп, влиза в интегрираща сфера, която насочва светлината към спектрометъра, който е инструмент, който измерва вариациите на светлинните вълни. Air-LUSI за първи път лети в подобни полети през ноември 2019 г. Оттогава екипът на air-LUSI продължи да подобрява точността на инструмента.

Екипът подобри вътрешния монитор, за да могат по-добре да проверяват точността на инструмента в по-голям диапазон от дължини на вълните, от ултравиолетовите до близките инфрачервени. Те също така успяха да преработят интегриращата сфера, за да премахнат малките ефекти от промяната на температурата.

„Това ще помогне на инструмента да прави измервания с над 99% нива на точност, които търсим“, каза Търпи.

Извършването на тези промени беше предизвикателство. Закъсненията от пандемията от COVID-19 накараха главния инженер, който работеше по актуализациите и ремонтите на инструмента, да разработи нов план за работа от разстояние. И той, и главният изследовател получиха специално разрешение да доставят части директно до домовете им, за да могат да работят по инструмента и да бъдат подготвени за полетите през 2022 г.

Използване на луната като общ стандарт

Данните от 2019 и 2022 заедно имат потенциала да помогнат на учените да направят сателитните данни за наблюдение на Земята в ултравиолетовия до близкия инфрачервен диапазон по-последователни. В допълнение, общият стандарт на Луната би улеснил сравняването и фината настройка на настоящите и бъдещите сателитни наблюдения. Предстоящата мисия на НАСА за планктон, аерозол, облак, океанска екосистема (PACE) планира да използва Луната като общ еталон, за да направи своите наблюдения по-точни и съвместими с други сателитни измервания на Земята. През следващото десетилетие PACE и бъдещите орбитални сензори на Обсерваторията на земната система на НАСА ще помогнат за създаването на по-сплотена картина на нашата планета.

„Наличието на общ източник за калибриране извън Земята ще ни помогне да постигнем тази цел“, каза Търпи. „След като измерванията на air-LUSI се използват за подобряване на точността на общото количество светлина, идваща от Луната, можем да направим значително по-точни измервания на Земята, използвайки настоящи и бъдещи космически обсерватории.


Сензорът за търсене на нова луна има за цел да подобри наблюденията на Земята


Предоставено от Центъра за космически полети Годард на НАСА

Цитат: НАСА използва лунна светлина за подобряване на точността на спътника (2022 г., 4 април), извлечена на 5 април 2022 г. от https://phys.org/news/2022-04-nasa-moonlight-satellite-accuracy.html

Този документ е обект на авторско право. Освен всяка честна сделка с цел частно проучване или изследване, никоя част не може да бъде възпроизвеждана без писменото разрешение. Съдържанието е предоставено само за информационни цели.

Add Comment