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研究闪电的萤火虫任务

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地球上的某个地方总是有闪电。地球每秒遭遇闪电约50次,但引发这种常见事件的细节以及它对大气的影响 - 闪电可能与被称为陆地伽马射线闪烁(或称为TGF-)的令人难以置信的强大而有力的爆发有关 - 仍然是一个谜。

萤火虫飞行任务将于2013年11月发射,研究闪电及其与称为陆地伽马射线闪烁或TGF的现象的关系。图片来源:美国宇航局/戈达德太空飞行中心

11月中旬,由美国国家科学基金会资助的一个名为“萤火虫”的足球规模的飞行任务将发射到太空,研究闪电和上面的伽马射线。

萤火虫仪器被称为cubesat,一个非常小的卫星,提供质量空间科学与相对便宜的价格标签的机会。美国宇航局戈达德太空飞行中心萤火虫首席研究员Doug Rowland说:“我们可以用这些小型任务做很棒的科学研究,萤火虫将会收集一年来有关闪电的神秘工作的意见。闪电是如此的熟悉,我们倾向于认为它是理所当然的,但我们真的不知道它是如何工作的细节 - 即使它是全球电路的重要组成部分,并且具有明显的社会和技术效应。“

闪电是无处不在的,与地球上的生命密切相关,但我们并不经常想到在大气层中发生的事情。雷电所产生的辐射如此强烈,以至于在离地面仅几英里的转折点处就能产生反物质和伽玛射线。 NASA的康普顿伽玛射线天文台在20世纪90年代首次发现了TGF。这个任务旨在向外看伽玛射线的宇宙来源,同时也吸引了来自地球的伽玛射线的罕见但诱人的一瞥。

“伽玛射线被认为是由电子在光速下或接近光速时发射,当它们通过与高层大气中的原子相互作用而减慢时”,NSF大气与地球空间司计划主任Therese Moretto Jorgensen说:科学,资金萤火虫。 “变形星是我们大气中最有趣的现象之一。”

制造伽马射线所需要的电子必须移动得太快,携带如此多的能量,科学家们不知道地球附近的过程会怎样把它们踢到这样的地方高速度。事实上,在发现TGFs之前,科学家们认为电子快速移动只能在更大的物体(如恒星,星系或黑洞)附近产生。

闪电本身被认为只是将电子束加速到如此难以置信的速度所需要的十分之一强,但是科学家们已经假设,也许一些闪电是由电子雪崩引发的,一个失控的连锁反应推动电子达到这些令人难以置信的速度。了解加速地球附近电子束的机制将有助于科学家们理解整个宇宙其他部分的相同过程。

一位艺术家在低地轨道上演奏的足球大小的萤火虫卫星。萤火虫的使命是研究闪电和被称为陆地伽玛射线闪烁的巨大伽马射线之间的关系。 Rowland说:“有些闪电的开销可能是由超新星和宇宙粒子加速器中发生的相同过程触发的,这种想法令人兴奋。 “自从学习这些想法之后,我从来没有以同样的方式看待雷暴”。

NSF CubeSat计划代表了一种低成本的空间访问方式,以较小的预算执行高质量,高度针对性的科学全面的卫星项目,价格从1亿美元起步。 CubeSat Firefly通过专注科学目标,将以更小的包装和更低的成本完成其使命。

萤火虫 使命还强调学生的参与,作为培训下一代科学家和工程师的持续努力的一部分。纽约州Loudonville的锡耶纳学院和马里兰州安妮公主的马里兰州东岸大学的学生参与了萤火虫任务的所有阶段。

萤火虫发射窗口于2013年11月19日开放,计划发射27个立方体任务以及NASA实验称为总太阳辐射校准转移实验(TCTE),该实验将继续从太阳总能量输出的空间。

资料来源:美国国家航空航天局

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