40千米高空，科学家要放个气球当天文台

　　40千米高空，科学家要放个气球当天文台

　　天闻频道

　　克日，美国国度航空航天局(NASA)发布了一个新的项目，打算操作气球将一个2.5米高的望远镜送入平流层，构建一个空中天文台。任务小组最近完成了该天文台有效载荷的设计，包罗望远镜、科学仪器以及冷却和电子系统等。项目工程师将开始对这些子系统举办集成和测试，以验证它们的机能是否切合预期。假如一切顺利，这个空中天文台将在2023年底于南极升空。

　　气球相较于其他视察手段有何优势？将来跟着技能的进步，这种陈腐的航行器是否还会继承存在于视察任务中？带着这些问题，科技日报记者采访了华中科技大学物理学院副院长吴庆文传授。

　　掩护地球的大气也是个障碍

　　地球外貌有一层厚厚的大气，大气层有效掩护地球外貌免受宇宙线、紫外线、太阳风粒子等各类辐射的致命轰击，大气是孕育地球生命的须要条件。

　　“然而，对付天文视察来说，地球大气却是一个障碍。”吴庆文说。首先，由于地球大气对电磁波的接收、反射和散射等效应，导致宇宙中许多电磁信号不能直接达到地球。少数波段的电磁波可以或许穿透地球大气，这些波段我们称之为“大气窗口”。今朝地球上大气窗口主要大气包罗光学波段、近红外波段和射电波段，然而对付远红外、毫米波、紫外线、X射线和伽马射线等险些是不透明的。

　　吴庆文暗示，每一扇窗口，都能带给我们富厚的宇宙信息，所觉得了越发深入地相识宇宙，我们必需越过地球大气这个障碍。别的，地球大气的湍流也会让天体的像呈现闪烁现象，导致图像失真。为了从基础上降服地球大气层对天文视察的影响，把望远镜放到大气层之外长短常有须要的。

　　空间探测主要运载东西包罗高氛围球、飞机和火箭等，个中气球是一种陈腐的航行器，已经有200多年的汗青。宇宙射线的发明就是1912年奥地利物理学家维克托·赫斯乘坐气球举办尝试的功效。第二次世界大战今后，质量轻、强度高、机能先进的质料让探氛围球实现了大型化，并可以进入高空平流层，极大地促进了大气科学、空间天文和宇宙射线等视察研究。

　　“高氛围球还可以举办空间载荷试验、遥感尝试、生命科学尝试等。”吴庆文说，思量到空间尝试对仪器的成熟度要求较量高，因为任何问题都大概带来不行估计的损失，而高氛围球探测则具有本钱低、收效快、可反复等特点，所以气球依旧是许多空间和大气科学尝试的抱负搭载平台。正因如此，许多科学卫星搭载的探测仪器城市先在高氛围球长举办尝试验证。好比我国2015年发射的“悟空”暗物质探测卫星和2017年发射的“慧眼”X射线卫星中相关仪器都在一些气球航行尝试中举办了前期验证和测试，技能成熟之后才批复立项。

　　在已往几十年中，空间天文学取得了迅猛成长，在大部门波段都有了空间望远镜。好比光学波段的哈勃空间望远镜、X射线波段的钱德拉卫星和牛顿卫星、伽马射线波段的费米卫星等。这些空间视察项目极大地拓展了人类的视野以及对宇宙的认识。

　　在红外波段视察恒星

　　NASA打算用气球将一个名为ASTHROS的望远镜，在2023年阁下送入平流层举办数周的视察，其主要视察波段为亚毫米波到远红外波段。ASTHROS将是有史以来乘坐高氛围球的最大望远镜。该望远镜需要上升到40千米的高度，这个高度固然远低于一般卫星高度，可是已经可以制止远红外和亚毫米波段的大气接收问题了。