过去十年,NASA的九大重要时刻

图片来源:NASA/JPL-Caltech

无论是关于我们所在的地球,还是数十亿公里之外的宇宙深处,借助美国航天航空局(NASA)的各种任务,科学家在过去十年中都为我们揭示了宇宙广阔深邃的奥秘。探测器每一次大胆的登陆,都带领着我们进入一个全新的世界,对未知星球的探索同时也碰撞出下一代空间探险的新机遇。

新年伊始,我们为你整理了NASA十年来最有意义的一些时刻,或有关对地球的研究,或有关太阳系以及更远更深的宇宙区域;在已有的成绩基础上,NASA也将继续寻找太空探索的下一个目的地,让2020年代在更多重要时刻的见证中,也能熠熠生辉。

一. 地球变化多端的气候

过去十年,NASA的九大重要时刻

p style=”text-align: center;”>图片来源:NASA/JPL-Caltech

海平面上升、盖缩小、气温增高以及极端天气,过去十年中,这些愈演愈烈的变化持续着对我们生活的影响,对地球不断变化气候的研究比以往任何时候都更加重要,在2010年代,NASA和美国国家海洋大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA)率先在相应的卫星梯队中增加了新的地球监测卫星,用以测量地球土壤的湿度以及大气中二氧化碳的浓度。

与此同时,像Terra和Aqua之类的对地观测卫星也将继续开展工作,监测地球系统的各个方面,例如土地覆盖、大气、野火以及冰。包括冰桥行动(Operation IceBridge)、空中域观测(Airborne Snow Observatory)和海洋融化格陵兰(Oceans Melting Greenland)在内的多个NASA飞行任务,返回了大量的地球水运动数据,让我们对地球水循环的理解更加深入,为决策者提供了比以往任何时候都更加准确的依据。

但是,未来还有更多的工作需要完成,我们需要深入了解构成地球气候的复杂系统,并进一步对现有的科学模型作出改进,让我们在全球变暖的趋势之下做好充足的应对准备。

想了解更多有关NASA气候任务与科学发现,请访问:https://climate.nasa.gov/

二. 头顶天空中的重要时刻

过去十年,NASA的九大重要时刻

p style=”text-align: center;”>图片来源:NASA/JPL-Caltech

在过去的十年中,令人叹为观止的日食和月食景象让所有人都有机会体验太阳、月亮月球探索的美妙之处。仅在刚刚过去的2019年,全球就有3次日食、2次月食。在未来的十年中,中国将会在2020年6月看到一次日环食,而全球则将上演6次日全食、7次日环食、8次日偏食与1次全环食。但是,相比之下月食的数量则会更多,给我们观察月球、研究天体形态和激发未来的探索提供了绝佳的机会。

想了解更多有关NASA月球探索任务与科学发现,请访问:https://moon.nasa.gov/

三. 火星任务

过去十年,NASA的九大重要时刻

p style=”text-align: center;”>图片来源:NASA/JPL-Caltech

过去的十年里,我们看到了火星这颗红色星球完全不同的一面:发现了表明火星上或许曾经出现过古代生命的证据,对于这颗行星失去大部分大气和地表水的原因和机制也有了更深的了解。

机遇号(Opportunity)探测器执行任务的时长早已超过预期的90天寿命,NASA向火星派出了体型更大、技术更先进的好奇号(Curiosity)漫游车来接它的班,进一步探究火星支持生命存在的能力。(在全球性沙尘暴吞没火星、阻挡了火星车保持动力所需的关键阳光之后,机遇号将近15年的任务在2019年被迫终止。)洞察号(InSight)着陆器于2018年登陆火星,对这颗红色星球的内部特征进行着探索,包括火星地震;与此同时,紧跟NASA火星大气与挥发物演化任务轨道飞行器(MAVEN Orbiter)步伐的,还有火星勘测轨道飞行器(Mars Reconnaissance Orbiter)、2001火星奥德赛号(2001 Mars Odyssey)火星探测卫星,以及欧洲空间局(European Space Agency,ESA)和印度空间研究组织(Indian Space Research Organization)的其他任务。

火星探索的下一个十年,将随着今年7月发射火星2020漫游者任务(Mars 2020 rover)的启动而开始,火星2020的能效有了进一步提高,任务的目的在于寻找火星古代生命的迹象,并着手收集在未来某一天将要返回地球的火星样本。

想了解更多有关NASA火星探索任务与科学发现,请访问:https://mars.nasa.gov/

四. 在其他的海洋世界里,寻觅地外生命的存在

过去十年,NASA的九大重要时刻

p style=”text-align: center;”>图片来源:NASA/JPL-Caltech

2010~2019这十年里,卡西尼号(Cassini)探测器完成了它绕土星运行13年任务的后半阶段,在此期间,它给我们带来了无数有关土星、土星环和土星卫星的惊人发现,其中一些振奋人心的发现,彰显着我们在地外生命探索方面取得的最新进展。

卡西尼号发现,在土星的卫星土卫二(Enceladus,又称“恩克拉多斯”)冰冷外壳的裂缝中,会有间歇泉(geyser)喷发而出,这表明土卫二相应的表面之下存在着海洋。在土卫六(Titan,又称“泰坦”)上,卡西尼号透过浓厚朦胧的大气层,发现了类似于地球的水文循环,不同的是,在土卫六上参与循环的不是水,而是液态甲烷和乙烷。

与此同时,当哈勃空间望远镜Hubble Space Telescope)在包围木星的卫星木卫二(Europa,又称“欧罗巴”)的冰壳中发现似乎有间歇泉喷发而出时,另一个海洋世界的证据也展现出来了。NASA目前正在研发木卫二快船(Europa Clipper),这项任务将深入探索木星这颗结冰的卫星,为我们揭示更多这个迷人世界的相关信息。

想了解更多有关NASA太阳系探索任务与科学发现,请访问:https://solarsystem.nasa.gov/

五. 小行星彗星还有矮行星,太厉害了!

过去十年,NASA的九大重要时刻

p style=”text-align: center;”>图片来源:NASA/JPL-Caltech

对于太空中的小型物质来说,过去的十年意义非凡。在2010年,NASA的曙光号(Dawn)探测器首次抵达主小行星带(main asteroid belt),它的小行星探测任务也就此开始。在之后的8年中,曙光号探索了小行星带中两个最大的星体,一个是巨型小行星灶神星(Vesta),另一个是矮行星谷神星(Ceres)。

在抵达67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星(67P / Churyumov-Gerasimenko)彗星的途中,ESA的罗塞塔号(Rosetta)任务(NASA对此作出了重要贡献)在2010年飞掠过21号小行星卢蒂西亚(Luticia)。在到达目的地两年多之后,罗塞塔号探测器戏剧性地坠毁在67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星上,结束了它光荣的使命。在这两年的的时间里,罗塞塔号测量了目标彗星的各种性质,拍摄了壮观而惊人的彗星照片,还成功向彗星表面着陆了一个探测器菲莱号(Philae),同时也是第一个成功软着陆于彗核(彗星的固态表面)的着陆器

2013年,在全球科学家的热切期待下,小行星367943 Duende来了次近地飞行,在俄罗斯的车里雅宾斯克州,这颗未被预测的小行星飞入了大气层,给当地居民来了个意料之外的晨间“问候”,在大气的摩擦下燃烧成一个明亮的火球,最终崩离瓦解。

来自NASA的奥西里斯王号(全称为“太阳系起源-光谱解析-资源识别-安全保障-小行星风化层探索者”,Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security Regolith Explorer,OSIRIS-Rex)任务团队对过去的十年作出了总结,为2020年的新一轮探测做好了准备:在新的一年中,团队已经选出了探测器在小行星贝努Bennu)上将要访问并采样的位置,最终顺利将样本带回地球。

在2022年,NASA将发射灵神星(Psyche)任务,与一种人类此前从未近距离探索的小行星——金属小行星——来一次会面。灵神星是一颗神秘的巨型金属小行星,探测器的初次造访将进一步为我们揭示行星的构成与太阳系的早期情况。

想了解更多有关NASA太阳系探索任务与科学发现,请访问:https://solarsystem.nasa.gov/

六. 破解冥王星的秘密

过去十年,NASA的九大重要时刻

p style=”text-align: center;”>图片来源:NASA/JPL-Caltech

在经历了近十年的旅行之后,NASA的新视野号(New Horizons)探测器在2015年完成了计划的飞掠冥王星任务,成为首个拜访矮行星及其卫星的探测器。新视野号传回的图像和科学数据让冥王星这个复杂而活跃的世界成为科学家关注的焦点,上面既存在冰海又有着山脉,还有更多等待我们探索的地方。但是,新视野号的旅程还远远没有结束,飞越冥王星之后,它继续深入到了海王星轨道之外的冰封行星体带:柯伊伯带(Kuiper Belt)。2019年,新视野号飞越了雪人形状的486958 Arrokoth(原名为2014 MU69,别称“天涯海角”)。在2020年代,新视野号将继续探究遥远的柯伊伯带天体,带我们更好地了解其中冰封星体的物理性质,以及这片神秘复杂的带状区域。

想了解更多有关NASA太阳系探索任务与科学发现,请访问:https://solarsystem.nasa.gov/

七. 旅行者号太阳系外的星际之旅

过去十年,NASA的九大重要时刻

p style=”text-align: center;”>图片来源:NASA/JPL-Caltech

1977年,两架探测器飞离地球,前往遥远的太阳系外围,探索外层星系空间中的行星。在2010年代,旅行者1号(Voyager 1)和旅行者2号(Voyager 2)的首要任务已经结束了几十年,并继续航行离开太阳系,成为了历史上第一批进入星际空间(interstellar space)的人造航天器,这里的星际空间指的是不受太阳风影响的区域。旅行者号探测器预计将继续运行到2020年代,直到燃料燃尽、动力枯竭;在此期间。它们将继续给地球返回数据,让我们进一步理解太阳系和星际空间的结构。

想了解更多有关NASA旅行者号任务,请访问:https://voyager.jpl.nasa.gov/

八. 探寻太阳系之外的行星

过去十年,NASA的九大重要时刻

p style=”text-align: center;”>图片来源:NASA/JPL-Caltech

直到几十年前,我们才第一次发现太阳系之外的行星,也就是系外行星(exoplanet)。多亏了开普勒空间望远镜(Kepler Mission),让2010年代人类已知的系外行星的数量得以猛增。设计开普勒望远镜的目的,就在于寻找在宜居区域(除太阳外其他恒星周围可能存在液态水的的区域)中运行的、与地球大小相近的行星,目前已发现了超过2600颗系外行星。其他天文台和业余天文学家的发现也为系外行星的数量增加作出了贡献,现在的总量已超过4100。

近十年来最为重要的系外行星发现之一,就是斯皮策空间望远镜(Spitzer Space Telescope)发现TRAPPIST-1系统实际上拥有7颗系外行星,而非最初认为的3颗,并且其中有3颗位于该系统恒星的宜居区域。

开普勒已经发现了成千上万的候选行星,等待人们确认是否为系外行星,而NASA最新的行星猎手,凌星外行星巡天卫星“苔丝”(Transiting Exoplanet Survey SatelliteTESS)则对整个天空进行了测量,因此,2020年代有望成为系外行星科学满载而归的十年。除此之外,将于2021年发射的詹姆斯•韦伯空间望远镜(James Webb Space Telescope,JWST)可能也不会让我们久等,令人兴奋的新发现指日可待。

想了解更多有关NASA系外行星探索任务与科学发现,请访问:https://exoplanets.nasa.gov/

九. 一片光明的黑洞研究

过去十年,NASA的九大重要时刻

p style=”text-align: center;”>图片来源:NASA/JPL-Caltech

即使远在数百万亿光年之外,对于2010年代来说黑也是个令人震惊的大新闻。首先,两个相距13亿光年黑洞的碰撞,在整个宇宙中产生了规模恢弘的引力波,最终于在2015年抵达地球,被激光干涉引力波天文台(Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory,LIGO)探测到。这是人类历史上首次检测到引力波,同时也验证了爱因斯坦100年前的广义相对论中所做的预测。

另外,在2019年4月,参与事件视界望远镜(Event Horizon Telescope,EHT)项目的一组研究人员宣布,他们拍摄到了第一张显示黑洞轮廓的照片。为了拍摄超大质量黑洞(位于巨椭圆星系 M87 ,即室女A星系的中心,被命名为M87 *)的历史图像,研究小组必须创建一个大小与地球相同的虚拟望远镜。除了引发全世界的关注之外,这张图片还为科学家提供了与黑洞相关的科学概念和测量方法的新信息,而在过去,他们只能对这些理论化。

引领这些发现的革新,正在改变科学家研究黑洞本身以及黑洞与周围空间相互作用的方式。

想了解更多有关NASA黑洞探索任务与科学发现,请访问:https://www.jpl.nasa.gov/edu/news/tag/Black+Hole

参考来源:
https://www.jpl.nasa.gov/edu/news/2019/12/30/nasas-9-most-teachable-moments-this-decade-and-beyond/

5 2 votes
文章评级
Tags:
0 评论
Inline Feedbacks
View all comments