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NASA計畫發射氣球望遠鏡到平流層
用來觀測美麗宇宙的望遠鏡﹐除了能建置在地面及丟到外太空軌道外﹐還有一個大氣平流層。NASA新計畫準備放出一個由高空氣球懸掛的望遠鏡ASTHROS﹐預計在2023年12月從南極洲升空﹐飄升至離地40公里的高度﹐執行4個科學目標。
利用氣球將望遠鏡掛到高空中觀測不是什麼新技術﹐南極脈衝瞬態天線(Antarctic Impulsive Transient Antenna﹐ANITA)便是利用氦氣球懸掛到離地約35公里處﹐探測微中子與南極冰層交互作用後發射出的無線電脈衝。
2005年時也有個名為BLAST(Balloon-borne Large Aperture Submillimeter Telescope)的球載望遠鏡發射﹐高空氣球帶著主鏡2公尺的望遠鏡升至平流層﹐目標是搜尋恆星與行星起源﹐不過這架望遠鏡於2007年降落南極麥克默多站時失算﹐由於降落傘未能成功打開﹐導致南極風把望遠鏡拍在冰面拖曳了24小時﹐雖然數據硬碟最後找回了﹐但望遠鏡本體已面目全非。
現在NASA宣布新計畫ASTHROS球載望遠鏡﹐預計2023年12月也要從南極麥克默多站發射﹐飄升至離地40公里(商業客機飛行高度4倍)的南極上空平流層﹐順著風向繞南極2~3圈(約3週)﹐雖然仍遠低於大氣與太空交界(地表以上約100公里)﹐但這高度已能觀察到平常被地球大氣層阻擋的遠紅外光。
整體而言﹐ASTHROS包含一個寬150公尺的氦氣球﹐氣球下方吊艙攜帶天文望遠鏡與科學儀器﹐其中遠紅外儀器因需維持低溫狀態﹐因此還會有一台低溫冷卻器來幫探測器維持在零下268.5℃。
任務團隊最近已對ASTHROS的有效載荷設計進行最後潤飾﹐包括天文望遠鏡﹑科學儀器以及冷卻電子系統的子系統﹐8月初﹐NASA噴射推進實驗室(JPL)工程師們將開始對子系統進行集成與測試。
ASTHROS就像是天空中的紅外眼﹐此次任務將有4大目標﹕第一是探索銀河系中2個主要恆星形成區域﹔第二是檢測並繪製2種特定類型的氮離子並繪製圖譜(可以揭露哪裡有大質量恆星﹑超新星爆炸產生的恆星風重塑了當地氣體雲)﹐然後將這些區域中氣體的密度﹑速度﹑運動等資訊製成詳細3D地圖﹐希望了解恆星回饋機制﹐並改善星系演化的電腦模擬數值。
第三個目標為觀察Messier83星系(也稱南風車星系﹑NGC 5236)中的恆星回饋機制﹐ASTHROS計畫主持人Jorge Pineda指出﹐恆星回饋機制是整個宇宙恆星形成的主要調節器﹐但不能光靠銀河系內的數據就對整個宇宙下定論﹐新任務希望可以深入了解恆星回饋機制對不同類型星系的影響。
第四個目標則是鎖定長蛇座TW(TW Hydrae)這顆橙矮星(K 型主序星)﹐由於該恆星還很年輕﹐周圍環繞著大量灰塵與氣體﹐稱為原行星盤。ASTROS將測量原行星盤的總質量以及分布情況﹐或許可抓出新生行星形成的點。
科學任務完成後﹐操作人員將發送飛行終止命令﹐與降落傘相連的吊艙會與氣球分開並返回地面﹐團隊回收﹑重新保養望遠鏡後可以再次起飛。
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