NASA测试寻找火星生命迹象的探测器

2019-06-11 16:00:47 作者:bianji3  阅读:160 次  点赞:2 次  鄙视:1 次  收藏:0 次  由 www.agg.me 收集整理

 

 

 

NASA在智利阿塔卡马沙漠测试寻找火星生命迹象的探测器

 

据外媒报道,美国宇航局(NASA)的研究人员从2月份开始已在智利阿塔卡马沙漠测试其寻找火星生命迹象的探测器 ,希望能在火星探测任务开始前对配备科学仪器的探测器进行测试调整。 美国宇航局四年项目Atacama Rover Astrobiology Drilling Studies(ARAD)中的一部分包含了此次测试。该项目旨在验证火星地下或岩石内部可能存在微生物菌群的假设。

 

NASA在智利阿塔卡马沙漠测试寻找火星生命迹象的探测器

 

水资源短缺的阿塔卡马沙漠,被认为是世界上最荒芜的地区之一。NASA科学家认为火星和这里的地表环境十分相似。地质证据表明, 阿塔卡马沙漠的温度比火星更高, 极端干燥环境可能至少存在1000万-1500万年。这种干燥造成其土壤化学成分与火星土壤的化学成分非常相似。

去年2月来自美国、智利、西班牙和法国的20多位科学家首次在阿塔卡马沙漠的Yungay Station进行火星探测器测试。当时沙漠地表温度超过38°C,研究团队通过将多项技术测试登上他们的KREX-2探测器,包括钻头及用来识别微生物的生命迹象检测器(SOLID) 和湿化学实验室等。

 

NASA在智利阿塔卡马沙漠测试寻找火星生命迹象的探测器

 

研究人员对仪器进行修改后今年再次回到沙漠完成进一步的试验,试验中还加入了NASA喷气推进实验室研发的最新工具——微流体生命分析仪(MILA)。这种所谓的“化学笔记本”是一个小型的实验室,其处理微小体积的流体样本并搜索氨基酸。该研究小组表示,探测器的钻头已经成功钻入两米深,并提取出用来研究生命迹象的三个样本。

阿塔卡马沙漠的测试将持续到2019年。

 

牙结石透露尼安德特人食谱 可能会自我医疗且与现代人关系密切

尼安德特人他们的饮食彼此差异很大,在周围的环境中觅食所导致。图片来源:Mauricio Anton/SPL

栖息在西班牙北部El Sidron洞穴中的尼安德特人一直过着贫困的生活。然而在他们于距今约5万年前死亡之前,他们一直以蘑菇、苔藓和松子为食。其中一些人甚至可能用植物和霉菌治疗自己的疾病。

而这些精准的肖像则是通过对5名尼安德特人硬化牙菌斑中的脱氧核糖核酸(DNA)进行分析得出的。

这项研究同时重建了来自一个已经灭绝的古人类物种的首个微生物组,同时暗示现代人与尼安德特人之间可能存在亲密行为,例如接吻。

联合领导该项研究的澳大利亚阿德莱德大学古微生物学家Laura Weyrich表示:“它真的描绘了一幅不同的场景,包括他们的性格,以及他们是谁。”

德国耶拿市马普学会人类历史科学研究所考古学遗传学家Christina Warinner对于研究人员重建微生物组的工作表示赞扬。Warinner说,尼安德特人的口腔似乎曾被与现代人截然不同的微生物所占领的事实意味着“我们真的只是知道人类微生物学的皮毛而已”。

20多年前,这项研究的联合作者、英国利物浦大学Keith Dobney和阿德莱德大学Alan Cooper最初试图对这种古人类牙齿上钙化的牙斑层(又被称为结石)中的DNA进行测序。两位科学家曾希望由此了解尼安德特人的饮食与疾病情况,然而痕量污染掩盖了任何尝试识别古代食物和微生物的想法。

如今,对古代DNA分析技术的改进使得测定这些痕量序列成为可能,从而让大量古代牙结石走进了科学家的视野。

在2013年的一项研究中,由Cooper率领的研究团队通过对牙结石进行测序,发现了主要饮食结构变化引发的人类口腔微生物的巨变,其中包括距今约1万年前的稳定农业生产的出现使得淀粉食物大量增加,以及19世纪工业革命期间,糖和加工面粉被引入到人们的饮食结构中。

Weyrich的研究团队比较了来自El Sidron洞穴和比利时Spy洞穴中的尼安德特人的牙结石DNA。分析结果表明,后者似乎以野绵羊和披毛犀为食,而前者则更偏爱植物。同时两种尼安德特人都吃蘑菇。

然而,德国图宾根大学古生物学家Herve Bocherens对于牙结石DNA能鉴别饮食差异和食物表示怀疑。尼安德特人所食用的已经灭绝的植物和动物DNA在数据库中往往是匮乏的,而之前的研究表明,上述两种尼安德特人都吃肉。Bocherens表示:“现在我不会考虑最终的结论。”

研究人员还发现,El Sidron洞穴中的尼安德特人可能利用植物进行自我治疗。杨树(包含水杨酸)DNA和青霉菌(青霉素的来源)存在于一名尼安德特人的牙齿上。Weyrich怀疑他们曾试图治疗细菌感染以及牙齿脓肿。

而一种名为口短杆菌的微生物的遗传证据则提供了另一种可能,因为这种微生物也存在于现代人的口腔中。基因组比较表明,在人类最后一个共同祖先出现十几万年后,这种微生物的现代世系与尼安德特人分道扬镳。这意味着古细菌曾在这两个人种之间传播。

“如果你要在物种之间交换唾液,那么他们至少是分享食物,或者是接吻。”Weyrich说,“这表明,这些交流可能比我们之前所想的亲密得多。”

尼安德特常作为人类进化史中间阶段的代表性居群的通称。因其化石发现于德国尼安德特山洞而得名。尼安德特人是现代欧洲人祖先的近亲,从12万年前开始,他们统治着整个欧洲、亚洲西部以及非洲北部,但在2.4万年前,这些古人类却消失了。2009年,尼安德特人基因组图发布。2010年,一项为尼安德特人基因组测序的研究结果表明:就现代分布于欧洲和中东的人类而言,有1%至4%的尼安德特人DNA。2014年2月,根据考古学家们公布的一项研究结果,发现现代人类的DNA序列和尼安德特人的DNA序列非常相似。

 

最新研究显示土卫六海洋释放大量氮气气泡

 

如图所示,这是2月17日卡西尼探测器拍摄的土卫六北部海洋和湖泊,最新研究称,土卫六海洋充满氮气气泡。

 据英国每日邮报报道,目前,美国宇航局最新研究显示,土卫六碳氢湖泊和海洋可能喷涌大量的气泡,就像苏打汽水中的气泡。

专家指出,若要穿行在嘶嘶冒气泡的海洋,那么这项发现意味着探测器必须重新设计。美国喷气推进实验室研究人员模拟土卫六的寒冷表面状况,发现大量氮熔解在极端寒冷的液态甲烷中,这些液态甲烷从空中降落,收集在河流、湖泊和海洋之中。

他们指出,温度、气压或者成分的轻微变化将导致氮从液体中快速分离,就像拧开碳酸苏打水饮料瓶时产生的气泡。研究负责人、喷气推进实验室迈克尔-马拉斯卡(Michael Malaska)说:“我们实验表明,当富含乙烷的液体与富含甲烷的液体混合在一起,或者甲烷河流与富含乙烷的湖泊混合在一起,氮很难保持在该溶液中。”

美国宇航局卡西尼探测器发现了土卫六湖泊和海洋的成分,一些水池乙烷含量大于甲烷。伴随着氮气释放,这一过程叫做“脱溶”,在土卫六季节变化时期,甲烷海洋轻微变暖。研究人员指出,嘶嘶冒泡液体可能潜在带来一些问题,未来机械探测器将漂浮或者游动穿过土卫六海洋。

探测器释放的余热可能导致其结构周围形成气泡,例如:用于推进前行的螺旋桨,如果海洋中充满气泡,则很难驾驭或者保持探测器平稳。研究报告合著作者、喷气推进实验室的詹森-霍夫加尔廷(Jason Hofgartner)说:“基于氮的可溶性,我们能够确定海洋可以产生气泡,事实上产生的气泡数量远超出之前的预期。”

这项研究揭晓了氮在土卫六液态水域和大气层之间如何移动,在模拟实验中,研究人员能够从模拟富含乙烷溶液中诱导释放氮,不同于水,这种溶液固定状态的密度低于液体状态,乙烷冰将形成在土卫六冰冷池底。

伴随着乙烷结晶成冰,这里并没有空间来熔解氮气体,因此它们嘶嘶冒泡释放出来。虽然土卫六表面碳氢湖泊释放氮气泡是非常奇特的,但是马拉斯卡指出,土卫六表面氮气泡的运动并不是沿着一个方向。

很明确,氮气释放之前必须进入富含乙烷或者甲烷的液体,这种效应好像土卫六湖泊会呼吸氮气,伴随着它们冷却,它们将吸收更多的气体,类似于“吸气过程”,伴随着它们升温,液态形式将释放气体,类似于“呼气过程”。类似的现象发生在地球上是海洋吸收二氧化碳。

 

这张由计算机生成的图像显示了月船1号探测器于2016年7月2日被NASA的金石太阳系雷达发现时所处的位置。图中直径200公里的紫色圆圈代表金石雷达波束到达月球时的宽度。右上方的白色方框中标出了雷达回声的强度。  这张由计算机生成的图像显示了月船1号探测器于2016年7月2日被NASA的金石太阳系雷达发现时所处的位置。图中直径200公里的紫色圆圈代表金石雷达波束到达月球时的宽度。右上方的白色方框中标出了雷达回声的强度。

图为印度月船1号探测器于2016年7月飞过月球南极时被拍下的雷达图像。该图像利用NASA位于加州的“金石深空通讯体系”的70米长天线拍摄。在同一天里,月船1号被探测到了四次。  图为印度月船1号探测器于2016年7月飞过月球南极时被拍下的雷达图像。该图像利用NASA位于加州的“金石深空通讯体系”的70米长天线拍摄。在同一天里,月船1号被探测到了四次。

图为艺术家所绘月船1号概念图。该探测器曾于2008年10月至2009年8月期间开展绕月勘探图为艺术家所绘月船1号概念图。该探测器曾于2008年10月至2009年8月期间开展绕月勘探

   北京时间3月16日消息,据国外媒体报道,近日,NASA成功找回了一颗失联七年多的印度月球探测器是利用强大的雷达。

  该探测器名为“月船1号轨道探测器”(Chandrayaan-1 lunar orbiter),直径约1.5米,在2008年10月至2009年8月期间开展绕月勘探。

  虽然月球山脉和其它“质量瘤”(即行星或卫星地壳上引力强于别处的区域)可能会改变探测器的运行轨道,但“月船1号”所处位置与探测团队的预计结果相差无几,在月球上方约200公里处的一条轨道上运行。

  “2009年的预测结果与月船1号的位置正好相隔180度。”探测小组成员、NASA喷气推进实验室太阳系动力研究组主管瑞恩·帕克(Ryan Park)指出,“但月船1号的轨道形状与角度正如我们所料。”

  2016年7月,研究人员利用NASA位于加州的“金石深空通讯体系”的70米长天线,向月球发射微波,然后通过位于弗吉尼亚州西部直径100米的格林·班克望远镜(Green Bank Telescope),研究反射回地球的“雷达回声”。部分后续观测还利用了位于波多黎各阿雷西博天文台直径305米的雷达天线。

 通过这些“雷达回声”,科学家成功找到了印度首颗月球探测器“月船1号”,以及NASA的月球轨道勘探飞行器(LRO)。找到LRO并不难,主要起到了理念证明的作用。探测团队指出,由于该探测器的位置不断改变,他们需要该勘测任务的导航设备提供指导。

  天文学家常利用“行星际雷达”技术探测和识别小行星。但在未来的载人或无人探月任务中,采用该技术寻找失联探测器也不失为一种好方法。该技术既可被当做一种碰撞风险评估工具,又可为遭遇导航或通讯失灵的宇宙飞船保驾护航。

  月球轨道勘探飞行器价值5.04亿美元(约合34.8亿人民币),于2009年6月发生。该探测器先利用一年时间展开侦察,收集可能对未来载人探月任务有用的信息,后从2010年9月开始切换为纯科学模式。

  月船1号探测器还配有撞击探测器,于2008年11月释放,重重砸向月球表面,发现月球表面有水冰的存在痕迹。

  印度希望于2018年初开始月船2号计划。月船2号将由轨道探测器、登陆器和月球车构成。

 

NASA这款手掌大小机器人可探索火星熔岩管道

 

美国宇航局最新研制一款不久可用于探索外星球极端恶劣环境的折叠机器人,它的外形接近于手机大小。

 据英国每日邮报报道,目前,美国宇航局研究人员最新研制一种折叠机器人,不久可用于探索恶劣外星环境。

这种平地弹跳折叠探索机器人被命名为“河豚机器人”,它外形非常小,具有可折叠设计,完全可搭载在其它太空飞船,例如:木卫二登陆器或者火星探测车。美国宇航局指出,这款小型机器人可以抵达较大探测器无法抵达的区域,能够探索火星洞穴和熔岩管道,以及木卫二“混沌地形”。

美国宇航局指出,“河豚机器人”虽然它们非常坚硬,但可折叠成手机大小。近期测试显示,在模拟火星引力条件下,这款机器人从3米高处摔落至混凝土结构仍完好无损,并且能够穿过岩质斜坡,甚至攀爬在冰面倾坡。

这款机器人可攀爬在45度粗糙斜面是因装配刺状车轮,在滑坡上能够调整车轮角度,使坡面抓地力最优化。河豚机器人是美国宇航局喷气推进实验室为期18个月的项目一部分,该系统可使好奇号火星车等探测车部署小型勘测装置,探索之前未抵达区域。

这些类似手机大小的机器人不仅能够折叠,还具有一定的体积和重量,美国宇航局指出,大量河豚机器人可以紧密地放置在一起,以较低载荷成本放在一个较大的太空飞船中,之后通过太空飞船增强表面迁移率。

体积较大的太空飞船可以装载一些河豚机器人探索极端地形,当太空飞船在探索过程中发现独特区域,仅需简单地释放一些河豚机器人,之后机器人能够在外星球表面弹跳,对目标区域进行探索。目前,美国宇航局计划在莫哈韦沙漠模拟火星环境测试这款机器人原型。

 

 

 

NASA测试新型大功率太阳能电子推进系统

 

美国宇航局工程师正在测试大功率太阳能电子推进系统,不久该推进系统可用于太空探索任务,将太空飞船发射升空。

 据英国每日邮报报道,目前,美国宇航局正在测试大功率太阳能电子推进系统,不久就可以进行太空探索任务,发射宇宙飞船抵达深太空。美国宇航局格伦研究中心最新图像显示,地面测试之前,在真空环境中测试“霍尔太阳能电子推进系统”

霍尔推进系统的功率是当前推进系统的3倍,真空实验将在模拟太空环境中测试,便于工程师观察其运行情况。美国宇航局工程师彼得-彼得森(Peter Peterson)博士现已准备了高功率推进系统,美国宇航局称该系统对未来深太空探索具有重要意义。

该设备被称为“磁屏蔽霍尔效应火箭(HERMeS)”,远比当前系统更强大,运行在12.5千瓦功率。美国宇航局计划使用太阳能电子推进系统,可实现成本效益更低的深太空探索,使用的推进燃料仅是其它推进系统的十分之一。

电子霍尔推进系统装配高级磁屏蔽装置,其设计对于持续性太空任务实现“温和却不停止”的推进力,多个霍尔推进器可用于“小行星重定向机械任务(ARRM)”,可由太阳电能板提供,操作功率为40千瓦。

小行星重定向机械任务的机械组件将证实世界上最有效、最先进的太阳能电子推进系统,可运行至近地小行星(NEA),NEA是指轨道近地点不足1.3个天文单位的小行星。

ARRM是由两个部分构成的太空任务,它将整合机械和载人太空飞船操作在深太空试验场,证实深太空试验场具备美国宇航局火星旅行的核心能力。预计其成本大约14亿美元,但不包括发射成本,预计将于2021年12月发射起飞。载人飞船部分预计将于2026年发射,当前仍处于早期任务阶段,或者发射前准备时期。

2016年夏季,美国宇航局批准小行星重定向任务继续进行下一阶段的设计和研发。虽然2020年之前官方未正式挑选目标小行星,但是美国宇航局将2008 EV5作为推荐小行星,同时,太空探索仍将继续搜寻潜在的目标小行星。

最近几天中国的天气可谓是冰火两重天,北方晴朗干旱少雨,南方阴冷多雨。而天气预报并不准确。关于天气,美国宇航局可能比我们做的更好,最近有消息称:NASA绘制出德州上空的“闪电地图”。用以预测天气,此种方法可以较好预测和分析潜在致命风暴。在小编看来,美国确实是个气候变化较强烈的地方,动辄出现龙卷风,海啸,大雪等恶劣天气。

NASA最新公布德州上空出现的“闪电地图”

最新图像显示美国德克萨斯州东南部上空出现无数闪电,绿色划线代表着德克萨斯州休斯顿市所在位置,这项研究将有助于预警潜在的危险闪电风暴。

据英国每日邮报报道,目前,美国宇航局和美国国家海洋和大气局最新公布地球旋转同步闪电测绘仪获得的首批闪电照片。

地球旋转同步闪电测绘仪是地球同步轨道的第一个闪电探测器,不久将帮助天气预报员探测潜在的危险闪电,目前,地球旋转同步闪电测绘仪最新图像显示西半球上空数公里处的情景,全球范围内出现明亮斑点,暗示立即会发生强大风暴。

地球旋转同步闪电测绘仪持续监控西半球,搜寻各地区出现的闪电现象,这将有助于揭晓闪电风暴是从何时何处产生,以及它们是否会变得更加危险。美国宇航局指出,快速增长的闪电是风暴快速加剧的迹象。

这些最新图像是2月14日发布的,当时一些风暴在西半球出现,图中闪电能量较高的区域具有较明亮色彩,图中显示当时最明亮的风暴出现在德克萨斯州墨西哥湾上空。该视频图像显示,无数闪电现象出现在德克萨斯州西南部上空。

绿色划线代表着德克萨斯州休斯顿市所在位置,而虚线显示的是德克萨斯州海岸线。美国宇航局指出,这段视频是每秒25帧,模拟人类眼睛在云层角度进行观察。

同时,该仪器显示当雷暴何时暂停,或者强降雨中雷暴是否逐渐增强。基于这些信息,并结合雷达和其它卫星数据,研究人员能够预测恶劣天气状况,并且不久将改变影响地区。这将有助于发布洪流和闪电预警信息,以及闪电警报。

在诸如美洲西部等干旱地区,地球旋转同步闪电测绘仪将有助于识别闪电诱发野火的区域,同时,该测绘仪还能探测到云内闪电。美国宇航局指出,这种类型闪电从云层释放至地面持续大约10秒。

这种探测能力将帮助天气预报员发送户外气候活动的实时警报,对潜在的致命闪电威胁进行警告。地球旋转同步闪电测绘仪装配在GOES-16卫星,它距离地面大约37014公里。

出门旅游,大家一个非常大感触就是东西太多。随便带两套换洗衣服,一点吃的就很重了,而且还有买当地土特产。所以大家都希望可以轻装上阵,去遥远的太空更是如此,我们要生活,需要水和氧气,需要食物,还有许多科学研究必须的设备。而火箭运载能力又是有限的。所以各国宇航局都想在外星建立自己的基地,组织好自给自足的有序生产。美国宇航局就正在寻找这样的途径,以应对在火星上的需要。而类似的想法其实也已经有私人企业付诸行动,那就是亚马逊。《华盛顿邮报》今日撰文,描述了亚马逊CEO杰夫·贝佐斯的宏伟计划:在月球的“未来人类定居点”建立亚马逊式派送服务。而他一人投资的蓝色起源太空公司正在朝这一目标迈进。

NASA投资研究机构 欲打造自给自足的外星基地

如何在火星及其它星球建造一座自给自足的殖民基地已经成为NASA的研究目标。

进入太空时是艰难的,但是待在那里更加艰难。因此美国宇航局已经决定资助两家太空技术研究机构来帮助他们应当这一难题。这些多学科的研究机构将探索人类进入宇宙以及殖民其它星球所要面对的各种问题。

美国宇航局所关注的问题在于确保宇航员以及未来的殖民者能够进入太空并且能够自给自足。换句话说,他们需要定居太空的正确材料以及制造工具,而且不需要等待从地球运输过来。

美国宇航局已经决定为两家研究机构投入大量资金,让他们帮助自己在2030年将人类送上火星,并且在火星甚至未来的其它星球建造殖民基地。带着这种目的,美国宇航局选择了致力于食物、燃料以及药物研究的CUBES机构和致力于火星建筑材料研发的US-COMP机构。两家机构将从美国宇航局获得1500万美元的资助来研究这些课题。

美国宇航局的一份声明中称:“虽然CUBES机构的研究是以深太空的行星探索为目标的,但是这些目标也会让他们将其应用到地球上来。比如说将二氧化碳作为材料制造的基础成分这项研究已经用于地球上的二氧化碳管理。”

由于没有原料就无法制造新材料,因此美国宇航局也赞助弗洛里达州中央大学的Sudipta Seal教授研发一种表层土精炼材料的方法。这是事实上是一个惊人的想法,宇航员和未来殖民者将铲起火星土壤投入到一个反应室,将其加热到1650摄氏度并提取氧气和溶态金属。

这种方法与地球上的矿石精炼区别不大。在这种温度下,原子间的化学键将变得非常弱,反应室内两个极性相反的电极就能够从中分离出氧气。而且最让我们欣喜的是火星的土壤中富含铁和氧,这也是它们为何呈现锈色的原因。

这项研究的所有目的都是为了一个基本目标——减少最初的运输负载。这对于现在的飞船来说非常重要,因为飞船需要运输殖民基地所需要的所有物资,而且不断的运输会给我们带来昂贵的运输成本。找到现场制造食物、建筑材料和基础物资的方法就能够确保殖民者们在外星星球上什么都不缺。

中国的悟空探测器升空不久的一段时间内,美国及其他国家的一些科学家纷纷提出暗物质或不存在,暗物质只是一个虚拟概念等言论。对此小编则表现出严谨的态度,认为是有可能的。同时小编还有一个考虑:中国研究暗物质已经走在世界前列。上述言论不过是西方国家对中国的敌对和阴谋。因为暗物质的发现对于宇宙的认识将会由巨大意义。而中国科学家也不对其质疑反驳,而是我行我素的对暗物质进行寻找和研究。最近美国科学家也对暗物质进行了探测,并努力加快其脚步。诸多迹象表明,暗物质是众多科学家梦寐以求的。

LZ实验探测装置建在斯坦福大学地下研究设施中。LZ实验探测装置建在斯坦福大学地下研究设施中。

LZ设计原理是,当暗物质粒子与液氙原子碰撞时,液氙腔内的电子会向顶部飘移,迅速产生闪光。这些携带暗物质粒子信号的光脉冲,会被排列在大型容器内的500个光扩增管捕获。  LZ设计原理是,当暗物质粒子与液氙原子碰撞时,液氙腔内的电子会向顶部飘移,迅速产生闪光。这些携带暗物质粒子信号的光脉冲,会被排列在大型容器内的500个光扩增管捕获。

  号称在世界三大直接探测暗物质粒子实验中灵敏度最高,有望最先捕获暗物质中弱相互作用重粒子(WIMPs)的美国LUX-ZEPLIN(LZ)实验近日宣布重大进展:该项目顺利通过美国能源部(DOE)第三阶段评审,现有技术设计方案被确定为最终版本,并正式开始建造工作。

  暗物质在宇宙成分中占比高达85%,提出至今已有80年之久,但现有证据完全基于引力测量等间接观测,还没有获得直接观测的第一手资料,因此其粒子特性仍保持神秘。欧洲、中国和美国已开始布局下一代暗物质直接探测实验,在这一基础物理研究最前沿领域展开良性竞争,希望夺得“第一”的宝座。

  LZ这次加快进程,力争2020年4月前完工并投入使用,势必会让美国在竞争中更具优势。

  LZ实验诞生始末

  LZ实验由美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室负责管理,选址建在斯坦福大学地下研究设施(SURF)中,探测装置将被放置在地下约1609米深处,除主要探测WIMPs,也将捎带对轴子和中微子等展开探测。

  2012年国际团队提出,将大型地下氙(LUX)项目和液态惰性气体闪光实验(ZEPLIN)合二为一,组建世界上直接探测WIMPs最灵敏的LZ项目。2015年上半年,LZ通过第一阶段评估,被确定为能源部官方项目,并随后出台这一阶段的概念设计报告;2016年8月,LZ通过第二阶段审议,望远镜、制造成本和时间表等关键议题均最终敲定;而在这次第三阶段评审会上,能源部正式批准了最后设计方案,来自美国、英国、葡萄牙、俄罗斯和韩国等国37个研究机构的近220位科学家和工程师将展开合作,用7吨液氙探测银河系暗物质与普通物质间的弱相互作用。

  LZ设计原理是,当暗物质粒子与液氙原子碰撞时,液氙腔内的电子会向顶部飘移,迅速产生闪光。这些携带暗物质粒子信号的光脉冲,会被排列在大型容器内的500个光扩增管捕获。

  面临两大竞争对手

  中国在暗物质直接探测领域表现出极大竞争力。位于屏锦地下实验室的暗物质直接探测项目CDEX和PandaX近年发表了多次探测结果,其中PandaX项目也是基于液氙技术。中国还在积极推进这些实验的二期建设,力争5年到10年内实现最终目标:利用20吨到30吨级的液态氙实验,探测大质量暗物质粒子;用1吨级高纯锗实验探测轻质量暗物质;并积极参与国际合作。

  欧洲下一代暗物质实验主要基于3.5吨级液氙XENON1T和后续6吨级的XENONnT。XENON1T建造在意大利格兰萨索国家实验室,位于地下1400米深处,已在2015年末开始运行,但灵敏度不及已在2016年“退位”的LUX项目。而LZ的灵敏度提升为LUX的50倍,欧洲虽然在“起跑”时间上领先一步,但美国的LZ能容纳10吨液态氙,且灵敏度更高,谁最先探测到WIMPs,尚难预料。

  LZ项目发言人、马里兰大学物理学副教授卡特·霍尔表示,暗物质研究具有强大吸引力,深受全世界物理学家们追捧,因此,这类研究竞争是良性和友好的,获得重大发现是同类研究的共同目的。

  加快进程不甘落后

  但竞争毕竟存在。在这么重要的领域,在同样使用液氙探测暗物质信号中落后一步,美国当然不会心甘,因此决定加快日程,早日完工。

  斯坦福直线加速器中心(SLAC)国家加速器实验室负责为LZ实验所用的液氙进行提纯,主要去掉标准提纯过程无法清除的痕量氪元素。虽然提纯后的液氙目前已符合LZ实验要求,但该实验室还在继续研发新方法,进一步提高氙的纯度。

  LZ实验所需的线网已接受多次检测,为确保这些线网在高压实验中没有丝毫漏电,“淹没”暗物质产生的微弱信号,全尺寸网线还将在今年晚些时候安装到SLAC的测试平台,进行实地测试。

  为排除背景干扰,充满液氙的大容器周围需要环绕另一个充满液体的容器罐和光电倍增管,这些管道将用世界上超纯的金属钛制成,正在由英方工作人员进行组装;另一个容器罐中的超纯能闪光液体也准备就绪。具有滤尘功能的无尘工作室和无氡建筑也在加速建设当中。氡具有天然放射性,会对暗物质探测造成干扰。为排除各种背景信号,LZ实验组考虑周全,力求完美。

  因美国能源部此次承诺购买建造LZ系统的几乎所有大型组件,参与实验的科学家们信心倍增,并承诺会按照设定的时间表完工,第一个将暗物质信号“囊入怀中”。

 

 

 

猎鹰火箭升空画面。

北京时间3月16日下午14时整,美国太空探索技术公司(SpaceX)成功用一枚猎鹰9号火箭,将5.6吨重的巴西通信卫星“EchoStar 23”送入地球同步轨道。与以往不同的是,此次任务中SpaceX公司没有进行火箭回收。

 

SpaceX执行了一次不回收火箭的发射 系两年来首次

 

艺术家笔下的EchoStar 23通信卫星。来源:劳拉公司

因搭载的通信卫星较重,超过猎鹰火箭回收状态下的运力极限,因此本次任务猎鹰9号火箭未安装着陆支架,没有尝试回收,该公司上一次火箭不安装着陆支架的发射是在2015年4月。

 

SpaceX执行了一次不回收火箭的发射 系两年来首次

 

发射前屹立在39A发射台的猎鹰9号火箭,箭体下部无着陆支架显得很光滑。来源:SpaceX

这次发射也被认为是最后一次非回收任务。SpaceX将在今年晚些时候推出新版本的猎鹰9号火箭,该版本被称为“Block 5”,相比目前的猎鹰火箭推力更强大,并对着陆支架进行了改进,这将缩短未来猎鹰火箭的复用周期。

EchoStar 23是一颗Ku波段通信卫星,携带多个子反射器与四个主反射器,由美国劳拉公司制造,回声星通信公司负责运营。该卫星将服务南美市场,预期寿命15年,为巴西提供电视服务。

猎鹰9号火箭首先将其送抵地球同步转移轨道(GTO),随后该卫星依靠星上搭载的引擎机动进入地球同步静止轨道(GEO),最终定位于西经45度。该卫星两侧的太阳能电池阵列可提供20千瓦的电力。

 

SpaceX执行了一次不回收火箭的发射 系两年来首次

 

准备封装进入整流罩的EchoStar 23通信卫星。来源:SpaceX

在美国东海岸肯尼迪航天中心39A发射台进行本次发射,这也是该发射台被SpaceX租赁后进行的第二次任务。目前SpaceX已拥有8枚回收火箭,在下一次任务中该公司计划使用其中一枚执行新发射任务,将欧洲卫星公司的SES10通信卫星送入太空。

本次任务原定在北京时间3月14日下午进行,因当地天气状况恶劣,推迟至今天发射

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