光芒消失:美国宇航局用夜光云照亮东海岸天空

物理学家发射火箭,在太空边缘制造出第一个人造“夜光”云

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云彩的形状数不胜数,从蓬松的棉花糖到划过天空的细长线条,但它们都由一种简单的成分构成——水蒸气。在 9 月 19 日进行的一项实验中,科学家们创造了第一个人造高空夜光云。但云朵不是由形成的,而是由火箭喷出的尘埃颗粒形成的。

该项目由位于华盛顿特区的美国海军研究实验室 (NRL) 领导,重点是制造夜光云,或漂浮在中间层(大气层中大约从地面以上 50 公里开始的一层)80 到 100 公里高度的云。由于这些云会阻挡阳光,它们在全球变暖中发挥作用,并可能有一天为全球变暖提供解决方案。科学家们已经能够使用雷达来追踪自然夜光云的行为,收集它们的速度和密度。但是,研究人造云提供了“更多可控的情况”,NRL 等离子体物理部门高级研究员兼项目负责人保罗·伯恩哈特说。“研究自然云的人,他们必须坐在那里等待”才能在地球高层大气中遇到一个云。

作为带电气溶胶释放实验 (CARE) 的一部分,NRL 和美国国防部太空测试计划的科学家着手形成并追踪夜光云。他们使用美国宇航局 80 年代遗留下来的固体发动机制造了火箭。然后,当条件合适时,就像星期六晚上那样——意味着很少有自然云会遮挡视线——该团队从弗吉尼亚州的美国宇航局戈达德太空飞行中心沃洛普斯飞行基地发射了他们的尘埃输送系统。

虽然大多数火箭发动机都会在点火地点附近留下碎屑痕迹,但伯恩哈特解释说,该小组将火箭的第四级发动机的启动时间定为在达到大约 280 公里的最高高度后倾倒 100 公斤的氧化铝尘埃。通过了解火箭的确切释放点,从弗吉尼亚州到新泽西州以及百慕大的研究站的研究人员可以将他们的激光器和广角镜头相机对准云的诞生地(东海岸附近),以研究其行为。

CARE 科学家设法在星期六追踪了尘埃云 20 分钟,然后失去了它的踪迹。在这段时间里,他们收集了以图像和从云反射回来的无线电信号形式出现的太字节数据。虽然伯恩哈特说可能需要几个月才能处理完所有数据,但他对第一次运行的评估是“我们达到了我们制定的每一项成功标准”。

伯恩哈特已经在考虑该小组将如何设计未来的造云发射。一方面,由于夜光云通常在较高纬度发现,他认为将火箭送入阿拉斯加或挪威上方的大气层将更好地了解这些云的自然行为,并可能允许研究人员对其进行更长时间的追踪。如果那样,在下一次实验中,北部纬度的居民可能会看到一场非常壮观的景象。当夕阳的光线在星期六晚上从 CARE 尘埃颗粒上反射回来时,从新泽西州到马萨诸塞州的一些地区的居民亲眼目睹了“一系列怪异的灯光”。 *注(2009 年 9 月 23 日):这句话在发布后经过编辑,以更正保罗·伯恩哈特的头衔。

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