本文发表在《大众科学》的前博客网络中,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
编者注:欢迎来到ANITA,南极脉冲瞬态天线!从10月到12月,凯蒂·穆尔雷 (Katie Mulrey) 将与 ANITA 合作团队一起前往南极洲,建造并发射 ANITA III,这是一个利用整个南极大陆进行中微子和宇宙射线探测的科学气球。这是系列文章“冰上的中微子”中的第四篇,记录了这项工作。
今天在麦克默多站的气温是华氏20度,感觉非常暖和!温暖的夏季天气意味着中微子探测的时间越来越近了。我们仍然按计划在 12 月初发射我们的大型粒子探测气球。
ANITA 尽可能多地看到南极冰层非常重要。中微子在冰中相互作用,因此观察尽可能多的陆地面积会增加探测面积,并使我们更有可能看到中微子。这意味着我们必须飞得相当高。
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然而,在 115,000 英尺的高度飞行电子设备会带来一些独特的问题。你可能会认为在南极洲过热不是问题,但是我们在平流层飞行,那里的空气密度非常低。风扇为海平面的大多数电子设备散热,但是当空气很少时,这种技术就会失效。我们必须确保没有单个组件产生过多的热量,或者如果它们确实产生热量,则它们能够有效地散发热量。所有金属部件都用非常凌乱的散热片化合物连接在一起,这有助于通过被动能量转移来冷却。我们还采取措施,通过用反光胶带覆盖所有会导热的金属来确保阳光反射到仪器上。气球的吊舱被漆成白色,以帮助它保持凉爽,并且所有电缆都用白色护套包裹。
说到吊舱,它几乎完成了!我们增加了两层天线,并将所有科学仪器放在吊舱的甲板上。现在,我们需要戴上安全帽和安全带才能进入仪器进行维修。我们还需要在有效载荷上添加两个可展开结构。尺寸是这里的限制因素。完全展开后,ANITA 比它正在建造的机库还要大。这意味着一些部件必须塞在有效载荷内部,并在气球升空后释放。这总是令人兴奋的,因为如果发射过程中可展开部件出现问题,那就无能为力了!在我们的例子中,我们正在部署太阳能电池板和一个巨大的低频天线。如果太阳能电池板失效,我们的电池寿命将只有大约六个小时。
本周的另一项大型任务是设置我们的远程天线脉冲器。除非我们将一些已知的信号发送到气球,否则很难知道我们在飞行时看到的信号是什么。我们无法从麦克默多做到这一点,因为来自无线网络、对讲机等的背景辐射太多。我们的两名团队成员前往距离麦克默多站 507 海里的西普圆顶,以设置一个从远程站点向 ANITA 发送已知信号的天线。西普圆顶是一个野外营地。在南极季节期间只有两个人留在这里。他们负责做饭、管理站点、保持跑道畅通以及必须发生的一切。该营地主要用作前往更远地方的飞机的加油站。
本周我们有一些很棒的课外活动。在观察山的底部有一个管子,你可以爬下去。它穿过海冰,进入一个带有有机玻璃窗的小房间,可以俯瞰冰下的大海。这真是太神奇了。我们看到了一些南极鱼,并听到海豹在互相交谈。这就像眺望另一个星球。
我们还有机会参观了罗斯冰架压力脊的导览游。从远处看,这些东西看起来像冰中的整齐的海洋波浪,但从近处看,它们看起来像冰塔耸立在你周围。这是我见过的最蓝的冰。在海水冲破冰层的地方,有泥泞的雪池。这也是海豹喜欢待的地方,所以我们又看到了一些海豹幼崽。这里的野生动物很棒。贼鸥开始到达,并骚扰任何在外面吃东西的人。它们就像巨大且极具攻击性的海鸥。它们甚至不会为车辆让路!企鹅应该在 12 月到达。我们希望它们能经过我们的路。
此外,在进行此类野外工作时,重要的是我们保持对基本物理学的了解,因此我们确保花一些时间在冰上练习一些反向旋转的乐趣,来练习角动量守恒。