【“蜻蜓”号将造访土卫六!它有哪些重大任务[思考]】在太阳系众多的卫星中,土卫六最为突出——它是唯一一颗表面有丰富大气和液体的卫星。它甚至有一个类似地球的天气系统,尽管它下的“雨”是甲烷而非水。它可能也存在某种生命吗?
美国航天局的“蜻蜓”号任务将在21世纪30年代中期向土卫六表面发射一个旋翼飞行器可重新定位着陆器,这将是首次探索土卫六表面的任务,它“胸怀大志”,有着宏伟的目标。
近日,“蜻蜓”号科学团队在《行星科学杂志》上发表的一篇论文网页链接指出,其目标包括寻找化学生物特征;研究卫星活跃的甲烷循环;探索土卫六大气层和表面生物起源前的化学过程。
“土卫六代表着探险家的乌托邦。”该研究的共同作者、位于麻萨诸塞州的美国艺术与科学学院的天文学副教授Alex Hayes说,“我们对土卫六的科学问题非常广泛,因为我们还不知道土卫六表面到底发生了什么。在卡西尼号从土星轨道探索土卫六期间,我们回答了很多问题,但又得到了10个新问题。”
论文第一兼通讯作者、“蜻蜓”号副首席研究员、爱达荷大学物理学教授Jason Barnes表示,尽管卡西尼号已经绕土星运行了13年,但土卫六上厚厚的甲烷大气层使科学家无法可靠地识别其表面的物质。虽然卡西尼号的雷达使科学家能够穿透大气层,识别出其类似地球的地表形态结构,包括沙丘、湖泊和山脉,但数据无法揭示它们的组成。
图1:“蜻蜓”号任务进入、下降、着陆、星表操作和在土卫六飞行的概念图。
图2:美国航天局的“蜻蜓”号任务将在本世纪30年代中期向土卫六表面发射一个旋翼飞行器可重新定位着陆器,这将是首次探索土卫六表面的任务。图片来源:约翰斯·霍普金斯大学/ APL
“事实上,在卡西尼号发射的时候,我们甚至不知道土卫六的表面是甲烷和乙烷组成的液态海洋,还是水冰和固体有机物组成的固体表面。”Barnes说。
“惠更斯”号探测器于2005年登陆土卫六,其设计初衷是漂浮在甲烷/乙烷海洋中,或降落在坚硬的表面上。它的科学实验主要是在大气中进行的,因为科学家不确定它能否在着陆后存活下来。“蜻蜓”号将是第一个探索土卫六表面的任务,将确定其富含有机物的表面的详细组成。
“让我兴奋的是,我们已经预测了土卫六表面的局部情况,以及土卫六作为一个系统是如何工作的,而‘蜻蜓’的图像和测量将告诉我们它们是对还是错。”Hayes说,他几乎整个职业生涯都在为土卫六工作,他特别渴望回答卡西尼号提出的一些问题:行星表面过程和表面-大气相互作用。
“我的主要科学兴趣是了解土卫六是一个复杂的类地世界,并试图了解推动其进化的过程。”他说,“这涉及方方面面,从甲烷循环与地表和大气的相互作用,到物质在地表的路径,以及与内部的潜在交换。”
同时担任康奈尔大学天体物理和行星科学中心主任的Hayes还将在另一个重要领域贡献专业知识:火星探测器任务的操作经验。康奈尔大学的天文学家目前参与了火星科学实验室和火星2020任务,并领导了火星探索漫游者任务。Hayes说,从火星漫游者(如“机遇”号、“好奇”号等)身上学到的教训正在被转移到土卫六上。
“‘蜻蜓’号任务受益于康奈尔大学在漫游者方面的操作和在卡西尼号科学研究方面的丰富历史,并代表了两者的交集。”Hayes说,“它通过一艘可移动的飞船探索土卫六,将这两件事结合在一起。”
“蜻蜓”将在一个地点度过一个完整的土卫六日(相当于16个地球日),进行科学实验和观察,然后飞往一个新的地点。“科考队需要根据之前地点的经验来决定探测器下一步要做什么,这正是火星漫游者几十年来一直在做的事情。”Hayes说。
图3:艺术家绘制的“蜻蜓”号在土卫六上空飞行图。图片来源:约翰斯·霍普金斯大学/ APL
土卫六的重力更小(约是地球的1/7),大气层很厚(密度是地球的4倍),这使它成为空中飞行器的理想场所。它相对安静的大气层,比地球的风更轻,这让它变得更好。虽然科考队预计“蜻蜓”号飞行期间不会下雨,但Hayes指出,目前还没有人真正知道土卫六上的局部天气模式。
该小组论文中提出的许多科学问题都涉及到生物前化学,这是Hayes非常感兴趣的一个领域。许多在早期地球上形成的生命前化学化合物也在土卫六的大气中形成,他很想知道土卫六在生命前化学方面到底走了多远。土卫六的大气层可能与早期地球上的情况很相似。
“蜻蜓”号对化学生物特征的研究也将是广泛的。除了总体上检查土卫六的可居住性,他们还将调查过去或现在潜在的化学生物特征,从水生生物到可能使用液态碳氢化合物作为溶剂的生物,比如土卫六的湖泊、海洋或含水层。https://t.cn/A6IVi2uP
美国航天局的“蜻蜓”号任务将在21世纪30年代中期向土卫六表面发射一个旋翼飞行器可重新定位着陆器,这将是首次探索土卫六表面的任务,它“胸怀大志”,有着宏伟的目标。
近日,“蜻蜓”号科学团队在《行星科学杂志》上发表的一篇论文网页链接指出,其目标包括寻找化学生物特征;研究卫星活跃的甲烷循环;探索土卫六大气层和表面生物起源前的化学过程。
“土卫六代表着探险家的乌托邦。”该研究的共同作者、位于麻萨诸塞州的美国艺术与科学学院的天文学副教授Alex Hayes说,“我们对土卫六的科学问题非常广泛,因为我们还不知道土卫六表面到底发生了什么。在卡西尼号从土星轨道探索土卫六期间,我们回答了很多问题,但又得到了10个新问题。”
论文第一兼通讯作者、“蜻蜓”号副首席研究员、爱达荷大学物理学教授Jason Barnes表示,尽管卡西尼号已经绕土星运行了13年,但土卫六上厚厚的甲烷大气层使科学家无法可靠地识别其表面的物质。虽然卡西尼号的雷达使科学家能够穿透大气层,识别出其类似地球的地表形态结构,包括沙丘、湖泊和山脉,但数据无法揭示它们的组成。
图1:“蜻蜓”号任务进入、下降、着陆、星表操作和在土卫六飞行的概念图。
图2:美国航天局的“蜻蜓”号任务将在本世纪30年代中期向土卫六表面发射一个旋翼飞行器可重新定位着陆器,这将是首次探索土卫六表面的任务。图片来源:约翰斯·霍普金斯大学/ APL
“事实上,在卡西尼号发射的时候,我们甚至不知道土卫六的表面是甲烷和乙烷组成的液态海洋,还是水冰和固体有机物组成的固体表面。”Barnes说。
“惠更斯”号探测器于2005年登陆土卫六,其设计初衷是漂浮在甲烷/乙烷海洋中,或降落在坚硬的表面上。它的科学实验主要是在大气中进行的,因为科学家不确定它能否在着陆后存活下来。“蜻蜓”号将是第一个探索土卫六表面的任务,将确定其富含有机物的表面的详细组成。
“让我兴奋的是,我们已经预测了土卫六表面的局部情况,以及土卫六作为一个系统是如何工作的,而‘蜻蜓’的图像和测量将告诉我们它们是对还是错。”Hayes说,他几乎整个职业生涯都在为土卫六工作,他特别渴望回答卡西尼号提出的一些问题:行星表面过程和表面-大气相互作用。
“我的主要科学兴趣是了解土卫六是一个复杂的类地世界,并试图了解推动其进化的过程。”他说,“这涉及方方面面,从甲烷循环与地表和大气的相互作用,到物质在地表的路径,以及与内部的潜在交换。”
同时担任康奈尔大学天体物理和行星科学中心主任的Hayes还将在另一个重要领域贡献专业知识:火星探测器任务的操作经验。康奈尔大学的天文学家目前参与了火星科学实验室和火星2020任务,并领导了火星探索漫游者任务。Hayes说,从火星漫游者(如“机遇”号、“好奇”号等)身上学到的教训正在被转移到土卫六上。
“‘蜻蜓’号任务受益于康奈尔大学在漫游者方面的操作和在卡西尼号科学研究方面的丰富历史,并代表了两者的交集。”Hayes说,“它通过一艘可移动的飞船探索土卫六,将这两件事结合在一起。”
“蜻蜓”将在一个地点度过一个完整的土卫六日(相当于16个地球日),进行科学实验和观察,然后飞往一个新的地点。“科考队需要根据之前地点的经验来决定探测器下一步要做什么,这正是火星漫游者几十年来一直在做的事情。”Hayes说。
图3:艺术家绘制的“蜻蜓”号在土卫六上空飞行图。图片来源:约翰斯·霍普金斯大学/ APL
土卫六的重力更小(约是地球的1/7),大气层很厚(密度是地球的4倍),这使它成为空中飞行器的理想场所。它相对安静的大气层,比地球的风更轻,这让它变得更好。虽然科考队预计“蜻蜓”号飞行期间不会下雨,但Hayes指出,目前还没有人真正知道土卫六上的局部天气模式。
该小组论文中提出的许多科学问题都涉及到生物前化学,这是Hayes非常感兴趣的一个领域。许多在早期地球上形成的生命前化学化合物也在土卫六的大气中形成,他很想知道土卫六在生命前化学方面到底走了多远。土卫六的大气层可能与早期地球上的情况很相似。
“蜻蜓”号对化学生物特征的研究也将是广泛的。除了总体上检查土卫六的可居住性,他们还将调查过去或现在潜在的化学生物特征,从水生生物到可能使用液态碳氢化合物作为溶剂的生物,比如土卫六的湖泊、海洋或含水层。https://t.cn/A6IVi2uP
【曾亲历河南“758”暴雨,李泽椿院士:讨论“千年一遇”没有意义】近日,86岁的中国工程院院士、天气动力和数值预报专家李泽椿接受《中国科学报》专访,针对最近的“720”河南特大暴雨灾害提出了一些反思和建议。
李泽椿是46年前“758”河南特大暴雨事件的亲历者。那场暴雨,给李泽椿的预报生涯留下了深刻的印痕。其后数十年,他参与建立并一步步升级了我国的数值天气预报体系,极大地提升了我国气象业务预报水平。
以下是他与《中国科学报》的对话:
△ 《中国科学报》:1975年8月,河南省驻马店等地区遭遇特大暴雨,多个水库相继垮坝溃决,给当地人民带来了极为惨痛的生命财产损失。作为气象预报工作者,您怎么看待当时的情况?
△ 李泽椿:当时的预报,我觉得做得不好。我说这个话,没有贬低任何人,因为这个预报就是我们做的。
我那时在中央气象台天气预报组工作。当时国内的天气预报还是靠天气图方法作,所用的基础资料非常少,有的还缺乏观测。例如,我们当时用来接收美国卫星探测图像的设备在那天晚上出了故障,只能等第二天研究人员上班找人来维修。然而就在这一夜,罕见的特大暴雨袭击了河南。
灾后,我去河南省气象台做了调研。我问当地工作人员,有没有雷达,有没有观测记录?回答是只有一台雷达,但因为郑州停电,所以没有观测记录。原本气象部门都有备用发电机,但他们又买不到汽油。
你可以看到,当时的预报条件、预报手段、预报能力都是极其欠缺的。
△ 《中国科学报》:时隔46年,我国的天气预报显然已不可同日而语。但具体到对暴雨的预报,我们现在究竟处于一个什么水平?还存在哪些不足呢?
△ 李泽椿:近几十年来,得益于基础设施的日渐完善,科学技术的不断进步,我国暴雨预报的准确率稳步提高。
“758”暴雨发生时,全国也没有几台雷达,而我们国家现在有数百部雷达,光河南省就有十几部。当年河南省只有寥寥几个气象站,现在则至少有几千个自动气象站。在资料来源大大丰富的同时,我们对大气物理规律也有了更深刻的认识,数值天气预报的准确度早已今非昔比。
但暴雨的形成机理非常复杂,加之我国地域辽阔、地理位置分布不同、地形地貌多样,人文与社会经济发展不均衡。因此对极端性暴雨和局地突发性大暴雨的预报准确率和精细化程度,还远远达不到社会发展和防灾减灾的需求。
△ 《中国科学报》:具体到这次“720”河南特大暴雨,我们在预报方面的表现如何?还有哪些不足?
△ 李泽椿:大雨到来前一周左右,中国气象局就通过中期数值天气预报,发现河南会遭遇一次强烈的降水过程。随着时间推进,我们的预测也越来越准确。
自17日以来,中央气象台发布了暴雨黄色预警10期、橙色预警3期;河南省气象部门发布雷电、暴雨、大风等预警信息1427条,暴雨红色预警信息162条;郑州市政府也从19日夜间开始发布暴雨橙色、红色预警信号。
那有人就要问,为什么预报了暴雨,还是造成了这么大的损失?
我觉得要强调两点:第一,损失只能减少,不能避免。预报做得越好,准备时间越长,就越有利于损失的降低。第二,预报和预警争取来的时间,究竟怎么才能利用好?我们的应急管理部门和其他相关机构,是不是有足够的知识、经验和思考?我们前期的宣传教育够不够?红色预警发送后,从管理者到老百姓,大家有没有足够的警觉性,知不知道该做什么?
另外,每一次灾害都是不一样的。同样是河南暴雨,“758”暴雨是冲垮了水库大坝,这一次是降水产生大水涌入了城市。我们未来的发展方向是具体地对待每一次极端天气过程,就像现在提倡的“精准医疗”个体化一样,“精准防灾”,针对不同灾种个别应对。
△ 《中国科学报》:两次特大暴雨灾害都发生在河南,而且都与台风有关。这里面是否有规律可循?是不是河南的特殊地形导致这里更容易因台风而形成超强降雨?
△ 李泽椿:很多人都问这个,但我觉得这不是目前最紧迫的问题。
我们现在最应该关心的,第一是提高预报和预警的精准度;第二是针对各种不同的情景制定好应对策略。至于所谓的“河南规律”,研究这个问题除了发篇看起来不错的文章,还有什么用呢?我们要做的是,不管这样的暴雨下在中国的哪片土地上,我们都有办法提前预知、正确预警,做好应急对策和管理。
还有就是“千年一遇”“百年一遇”的提法,我也持保留意见。作为一个老气象人,我深知不用说千年百年,就算是几十年前的气象灾害,我们也没有准确详实的记录。
我想我们的精力不要放在这些概念上,还是应该多做一些有用的,实际改进预警准确时效的工作。
△ 《中国科学报》:哪些是有用的工作?
△ 李泽椿:有用的工作,我觉得要兵分两路。其一还是深入机理做好基础研究,继续提升我们的预报水平。我们现在的数值天气预报,中短期以内基本都比较准确了。但10到30天内的天气预报一直是国际难题。这个难题要不要解决?要。但这是一个渐进的过程,不是突然有一天就突破了。而灾害性的极端天气随时有可能发生,这就有“远水解不了近渴”的问题。
所以另一条路就是具体研究,好好总结探讨每一次暴雨事件中暴露出的具体问题,寻找可行的解决方案。此外还要鼓励培养科研型的天气预报人才。预报员是战斗在第一线的人,如果他们在面对一手数据时,能针对现实问题即时研究、即时判断,那将是一支非常重要的生力军。
最后,大雨虽然已经停了,很多问题还没有解决。比如这么多房屋被水泡了,地基一定遭到了损毁,政府有必要对受灾房屋进行及时的逐栋评估、修缮和加固。此外,交通、医疗等方面的问题也都不容忽视。
极端天气灾害的应对处理,是一项系统性工程的工作。所以在这里,一定要提醒有关部门做好灾后评估和相应的补救工作。
△ 《中国科学报》:作为一名老气象人,关于近期的极端暴雨事件,您还有哪些想要强调的呢?
△ 李泽椿:国家对我们科研人员的要求是:把论文写在祖国大地上,写在国家和人民的紧急需求上。我们做任何研究,先想一想是不是发展国民经济、保卫人民生命财产安全所需要的工作,而不是泛泛地议论和发表没法实际检验的文章!
不要老想着我这个论文在国际上是什么水平、什么地位?这些暴雨是下在了中国的大地上,是由中国的特殊气候地理条件造成的,跟国外的研究没有可比性。检验我们工作的唯一标准,永远是有没有满足中国老百姓对预报和预警的需求!https://t.cn/A6fd8tzp
李泽椿是46年前“758”河南特大暴雨事件的亲历者。那场暴雨,给李泽椿的预报生涯留下了深刻的印痕。其后数十年,他参与建立并一步步升级了我国的数值天气预报体系,极大地提升了我国气象业务预报水平。
以下是他与《中国科学报》的对话:
△ 《中国科学报》:1975年8月,河南省驻马店等地区遭遇特大暴雨,多个水库相继垮坝溃决,给当地人民带来了极为惨痛的生命财产损失。作为气象预报工作者,您怎么看待当时的情况?
△ 李泽椿:当时的预报,我觉得做得不好。我说这个话,没有贬低任何人,因为这个预报就是我们做的。
我那时在中央气象台天气预报组工作。当时国内的天气预报还是靠天气图方法作,所用的基础资料非常少,有的还缺乏观测。例如,我们当时用来接收美国卫星探测图像的设备在那天晚上出了故障,只能等第二天研究人员上班找人来维修。然而就在这一夜,罕见的特大暴雨袭击了河南。
灾后,我去河南省气象台做了调研。我问当地工作人员,有没有雷达,有没有观测记录?回答是只有一台雷达,但因为郑州停电,所以没有观测记录。原本气象部门都有备用发电机,但他们又买不到汽油。
你可以看到,当时的预报条件、预报手段、预报能力都是极其欠缺的。
△ 《中国科学报》:时隔46年,我国的天气预报显然已不可同日而语。但具体到对暴雨的预报,我们现在究竟处于一个什么水平?还存在哪些不足呢?
△ 李泽椿:近几十年来,得益于基础设施的日渐完善,科学技术的不断进步,我国暴雨预报的准确率稳步提高。
“758”暴雨发生时,全国也没有几台雷达,而我们国家现在有数百部雷达,光河南省就有十几部。当年河南省只有寥寥几个气象站,现在则至少有几千个自动气象站。在资料来源大大丰富的同时,我们对大气物理规律也有了更深刻的认识,数值天气预报的准确度早已今非昔比。
但暴雨的形成机理非常复杂,加之我国地域辽阔、地理位置分布不同、地形地貌多样,人文与社会经济发展不均衡。因此对极端性暴雨和局地突发性大暴雨的预报准确率和精细化程度,还远远达不到社会发展和防灾减灾的需求。
△ 《中国科学报》:具体到这次“720”河南特大暴雨,我们在预报方面的表现如何?还有哪些不足?
△ 李泽椿:大雨到来前一周左右,中国气象局就通过中期数值天气预报,发现河南会遭遇一次强烈的降水过程。随着时间推进,我们的预测也越来越准确。
自17日以来,中央气象台发布了暴雨黄色预警10期、橙色预警3期;河南省气象部门发布雷电、暴雨、大风等预警信息1427条,暴雨红色预警信息162条;郑州市政府也从19日夜间开始发布暴雨橙色、红色预警信号。
那有人就要问,为什么预报了暴雨,还是造成了这么大的损失?
我觉得要强调两点:第一,损失只能减少,不能避免。预报做得越好,准备时间越长,就越有利于损失的降低。第二,预报和预警争取来的时间,究竟怎么才能利用好?我们的应急管理部门和其他相关机构,是不是有足够的知识、经验和思考?我们前期的宣传教育够不够?红色预警发送后,从管理者到老百姓,大家有没有足够的警觉性,知不知道该做什么?
另外,每一次灾害都是不一样的。同样是河南暴雨,“758”暴雨是冲垮了水库大坝,这一次是降水产生大水涌入了城市。我们未来的发展方向是具体地对待每一次极端天气过程,就像现在提倡的“精准医疗”个体化一样,“精准防灾”,针对不同灾种个别应对。
△ 《中国科学报》:两次特大暴雨灾害都发生在河南,而且都与台风有关。这里面是否有规律可循?是不是河南的特殊地形导致这里更容易因台风而形成超强降雨?
△ 李泽椿:很多人都问这个,但我觉得这不是目前最紧迫的问题。
我们现在最应该关心的,第一是提高预报和预警的精准度;第二是针对各种不同的情景制定好应对策略。至于所谓的“河南规律”,研究这个问题除了发篇看起来不错的文章,还有什么用呢?我们要做的是,不管这样的暴雨下在中国的哪片土地上,我们都有办法提前预知、正确预警,做好应急对策和管理。
还有就是“千年一遇”“百年一遇”的提法,我也持保留意见。作为一个老气象人,我深知不用说千年百年,就算是几十年前的气象灾害,我们也没有准确详实的记录。
我想我们的精力不要放在这些概念上,还是应该多做一些有用的,实际改进预警准确时效的工作。
△ 《中国科学报》:哪些是有用的工作?
△ 李泽椿:有用的工作,我觉得要兵分两路。其一还是深入机理做好基础研究,继续提升我们的预报水平。我们现在的数值天气预报,中短期以内基本都比较准确了。但10到30天内的天气预报一直是国际难题。这个难题要不要解决?要。但这是一个渐进的过程,不是突然有一天就突破了。而灾害性的极端天气随时有可能发生,这就有“远水解不了近渴”的问题。
所以另一条路就是具体研究,好好总结探讨每一次暴雨事件中暴露出的具体问题,寻找可行的解决方案。此外还要鼓励培养科研型的天气预报人才。预报员是战斗在第一线的人,如果他们在面对一手数据时,能针对现实问题即时研究、即时判断,那将是一支非常重要的生力军。
最后,大雨虽然已经停了,很多问题还没有解决。比如这么多房屋被水泡了,地基一定遭到了损毁,政府有必要对受灾房屋进行及时的逐栋评估、修缮和加固。此外,交通、医疗等方面的问题也都不容忽视。
极端天气灾害的应对处理,是一项系统性工程的工作。所以在这里,一定要提醒有关部门做好灾后评估和相应的补救工作。
△ 《中国科学报》:作为一名老气象人,关于近期的极端暴雨事件,您还有哪些想要强调的呢?
△ 李泽椿:国家对我们科研人员的要求是:把论文写在祖国大地上,写在国家和人民的紧急需求上。我们做任何研究,先想一想是不是发展国民经济、保卫人民生命财产安全所需要的工作,而不是泛泛地议论和发表没法实际检验的文章!
不要老想着我这个论文在国际上是什么水平、什么地位?这些暴雨是下在了中国的大地上,是由中国的特殊气候地理条件造成的,跟国外的研究没有可比性。检验我们工作的唯一标准,永远是有没有满足中国老百姓对预报和预警的需求!https://t.cn/A6fd8tzp
【#太空俯瞰苏伊士运河卡船#是啥样?俄航天局发图了】当地时间28日,俄罗斯航天局局长罗戈津在其社交媒体账号发布了一张苏伊士运河“卡船”的卫星图,并称“这是Resurs-P卫星拍摄的苏伊士运河,超级集装箱船仍在搁浅。”这艘长约400米的巨轮自3月23日起在苏伊士运河新航道搁浅,救援工作正在持续进行中,但货轮仍未脱困,巨轮搁浅已造成附近300多艘船排队等待。(来源:中新网)#福建987私家车广播#
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