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猜猜他们是些什么人?
jiangxun 2019-3-5 13:10
作者:蒋迅 Source: NASA 这张照片猛地一看象是哪部电影里的探险家。其实他们不是电影演员,而是美国的宇航员。这七个人是参加美国 水星计划 的宇航员,他们正在美国空军的野外生存学校 ( U.S. Air Force survival school ) 里参加训练。他们身上披戴的是降落伞材料,由于在野外多日,没有刮胡子,所以显得很狼狈。美国航天局为了让宇航员在意外降落到遥远地方的情况下学会生存,所以专门进行这项训练。可见, 培训 一名宇航员是多么的不容易。 这里还有一个例子: 三名阿波罗宇航员接受野外生存训练 。
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第一位太空行走的非裔宇航员伯纳德·哈里斯
jiangxun 2019-2-22 07:27
作者:蒋迅 本文已发表在《航天员》2018年第6期上。 从美国首次选拔非裔宇航员到第一位升入太空用了12年。以后又过了12年才有了第一位太空行走的非裔宇航员。这位幸运儿就是伯纳德·哈里斯(Bernard A. Harris Jr.)。 伯纳德·哈里斯(Bernard A. Harris Jr.) 来源:维基百科 哈里斯于1956年6月26日出生在德克萨斯州坦普尔市。在他的童年时,他的父母离异,母亲带领孩子们搬到回亚利桑那州外祖母的家里。有一天,外祖母在邮局看到一则广告,新墨西哥州的印第安保护区在招募小学教师。於是他的母亲又带着孩子奔到那里。他还记得,整个小镇上四五百人,只有他一家黑人,还有个别当老师的白人和西裔,其他都是印第安人。同学们都说着他们自己的语言。他们从来没有见过黑人。他们会好奇地过去摸他的头发。他就在这样的环境下过着自己的童年。与他母亲相反的是,他的父亲只上到10年级,所以他找工作的机会就很有限。这一点让他知道了读书的重要性。 来源: Youtube 他记得在11岁的暑假里,母亲带他回过一次休斯顿。他跟发小聊天时 谈到他们将来想干什么。发小说他将来想发财。小哈里斯感叹一声说,“真的?我从来没想过。”但既然说到发财,“我也想发财。”“那你觉得多少钱才叫多呢?”发小问他。他极力把这个数字想得很大,鼓起勇气回答说:“如果我有十万元,那就很多了。”要知道那是1960年代。这个数字确实是一个不小的数字。但他的小夥伴说出了心中的数字:“一千万,或一万万。”那天晚上,他独自回忆与小夥伴的那段对话。他意识到,他对自己的期待太低了。“我需要提高自己的期望。”这是他给年青人的一个忠告。 来源: Youtube 在他13岁那年,他目睹了美国宇航员成功登上月球,受到了全世界的举目。他从那时起就开始就给自己提出了一个常人不敢想的期望:他梦想着自己有一天也能成为一名宇航员。后来他的母亲又遇到一个心爱的人,他是德克萨斯的一名警察。於是,他们家又搬回到德克萨斯州。哈里斯就在圣安东尼奥市的萨姆休斯顿高中就读。在那里他积极参加科学实验、读书俱乐部和其他学校的活动。那时候电视上最重要的科学节目就是《星际旅行》(Star Trek)。他最喜欢的角色是伦纳德·麦科伊(Leonard H. McCoy)医生。那是他心中的英雄。哈里斯第一次看到麦科伊医生在太空中看病行医。他逐渐培养起对医学的兴趣。1978年高中毕业后,他进入休斯顿大学学习生物学。大学毕业后,他转入德州理工大学医学院学医并于1982年获得医学博士学位。在明尼苏达州罗切斯特市的著名医院 梅奥医院 ( Mayo Clinic ),他完成了住院医生的经历 (1985年),从此以后他就可以成为一名内科医生了。与他轮班的医生库姆斯(Combs)曾经被NASA请去,协助宇航员从载人舱出来并为他们检查身体。他告诉库姆斯:“我想去NASA。”於是库姆斯把他介绍给梅奥的航空医学小组。小组长带着怀疑与他进行了一次交谈。最后,这位小组长拿起电话,接通了NASA一位负责人:“我这里有一个孩子,他想成为宇航员。请告诉我,他该做些什么。” 这个偶遇重新开启了他童年的航天梦想。於是他到NASA艾姆斯研究中心当上了一名研究员。他的工作主要是在肌肉骨骼生理学和废用骨质疏松症领域。这项研究显然对宇航员极为重要。他在1987年完成了这个资助的项目。接下来的一年,他接受了美国空军的航空学校的飞行外科医生的训练。他的职责包括空间适应的临床调查和制定长时间太空飞行的对策。当休斯顿那年公开招募宇航员的时候,他递交了自己的申请。1988年,NASA回答说,我们觉得你的申请很不错,但是我们还是选择了更合适的人选;同时我们愿意给你一个约翰逊宇航中心的职位。哈里斯很失望,但也心存一线希望。他决定转到约翰逊宇航中心任生物医学科学家和飞行外科医生,在那里他他对空间适应进行了临床调查并指定长时间太空飞行的对策。他在NASA艾姆斯研究中心和约翰逊宇航中心帮助他走进宇航员的梦想。 1988年,当NASA再次公开招募宇航员时,哈里斯毫不犹豫地再次递交了申请。终於在1990年1月,哈里斯被NASA 选中参加宇航员培训。跟他同时入选的还有华裔焦立中和现在的约翰逊宇航中心主任西裔女宇航员埃伦·奥乔亚。1991年7月哈里斯正式成为NASA宇航员。那年一共有六千多人申请,NASA只选出了23人。可见其竞争之激烈。他的故事告诉我们,有时候,失败是一个可以接受的结果,因为失败让你能重新评估自己,找到不足,从而让你进步。关键是,你不能让失败决定你的命运,而应该让失败重新塑造你。这就是他成功的秘诀。 来源: NASA 1991年8月,他作为任务专家执行了航天飞机的第STS-55次航班。这次飞行正好是航天飞机使用一周年。他在航天飞机上进行了一系列物理和生命科学实验。 来源:Youtube 他的第二次任务是作为STS-63航班的搭载指令长在1995年2月2日到11日执行的第一次俄国和美国的联合太空飞行。这次飞行的一个重要任务就是航天飞机与俄国的和平工作站会合(但不真地对接)。就是在这次任务中,他成为了首个太空行走的黑人宇航员。他回忆这个经历时,对亲眼看到的美丽地球印象极深。“这只有神才能有的视境。而我作为第一为非裔竟然得到了这个殊荣。”除了推送一颗人造卫星,他还有一个特殊的使命:为他的母校德州理工大学医学院拍摄一张地球的全景图。当时和另一位出舱的宇航员迈克尔·福勒( Michael Foale )已经完成了任务。福乐脚睬在机械臂上,哈里斯用两条绳子连在福勒的身上。哈里斯建议福勒给他拍一张举枪(gun up)的照片。哈里斯用手推福勒一把,使自己飘离福勒。当绳子用尽的那个瞬间他做出了举枪的姿势。遗憾的是,福勒没有拍到他摆出的姿势。他又尝试了两次后,终於得到了一张完美的照片。完成了所有任务之后,他们开始往回收拾工具。他突然感觉自己是如此之小,航天飞机在大气层的边缘上以17500英里/小时的时速围绕地球飞行,如果有一架外星人的飞船飞过,可怕他们也无法发现自己。但他又意识到自己正在做出一个壮举。他是世界上仅有的到达过太空的350人之一,他是世界上仅有的太空行走的70人之一,他是仅有的15位进入太空的非裔美国人之一,而在这次飞行中,他成为了第一位执行太空行走的非裔美国人。这样的成就都是因为他童年的那个梦想。 1996年,他获得了德州大学医学分校的生物医学的硕士学位,并在这段时间里考取了私人飞机和员和潜水员的执照。 1996年4月,他离开NASA,但仍然从事航天方面的事务。他做过SPACEHAB的副总裁和Space Media的副总裁。后者现在是联合国教育项目的一部分。现在他是一家投资公司的总裁和CEO。 哈里斯被授予过很多奖励,其中有莫尔豪斯学院、纽约州立大学石溪分校、新泽西理工学院和休斯顿大学的荣誉博士学位,以及NASA太空飞行奖章、NASA荣誉奖章、NASA平权奖章、NASA杰出领袖奖章等等。 来源: City of Arlington 现在,他有了自己的基金会,致力于教育下一代青少年。有一句话是他常对他们说的:“我是一位具有无限可能的无限存在者”(I am an infinite being with infinite possibilities)。他要告诉他们,每个人出生的时候都是带着多方面的天赋和做任何想要做的事情的能力来到这个世界的,再加上后天的努力和学习而发展了其他的技能。更重要的是,每个人来到这个世界上都必有他的用武之地。而每一位年青人需要做的就是去找到自己的用武之地。一旦这个地方被找到了,他将改变世界。
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航天飞机之父乔治·穆勒──用每一分钟来较真
热度 2 jiangxun 2018-11-20 09:59
作者:蒋迅 本文已发表在《航天员》2016年 第1期 上。 原NASA负责载人飞行的副局长乔治·穆勒博士 原NASA负责载人飞行的副局长乔治·穆勒博士(George Mueller)在2015年10月12日逝世。这位在NASA仅仅工作了6年,而且是从1963年到1969年阿波罗时代的关键人物,被人们称为“航天飞机之父”。那么他是一位何等神奇的人物呢? 穆勒于1918年7月16日在圣路易斯出生。1938年他从密苏里矿业和冶金学院(即现在的密苏里科技大学)电子工程专业毕业,同年获得了RCA公司赞助的一笔奖学金而进入普渡大学研究生院。他的奖学金使他有机会参加电视发射台的工程。一年后毕业时,他加入了贝尔实验室。1946年,他到俄亥俄州立大学去帮助建立一个真空管实验室并领导一个学校的通讯小组,。在俄亥俄州立大学他教授电子同时教授工程和新的系统工程课程。他同时还攻读博士学位。1951年,他获得俄亥俄州立大学物理学的博士学位,在学校的职位也立即变成了副教授。1953年,他从俄亥俄州立大学休假一年,到Ramo-Wooldridge 公司(R-W,即TRW中的R和W)当顾问。他参与了雷达设计和贝尔实验室提供给泰坦火箭提供的雷达的审查,以及一些惯性导航系统的研发工作。那时候他对导弹一无所知。但他参与的这些项目都是美国空军的,他因此与军方的联系越来越多。这对他后来领导NASA的阿波罗项目起到了重要作用。 一年后,他回到了俄亥俄州立大学,一边教书,一边继续兼职做R-W的顾问。1957年,他干脆辞去了教职,到R-W担任电子实验室的主任。后来他升任研发部门的主任。R-W公司最终合并到TRW公司。早在苏联开始第一颗卫星“史波尼克”之前,R-W在1958年就已经计划卫星系统的考虑。这是他第一次涉足航天计划。在这家公司,他带领了有关宇宙神系列运载火箭和泰坦弹道导弹的制导系统的设计审查。他还是当时刚成立的NASA的“先驱者1号”月球探测器的项目主管。在导弹系统的开发工作中,他开始相信一个全机测试(all-up testing)是关键,因为“你不希望在太空中一件一件地去测试。你想要测试整个系统,谁知道哪里会出问题。你最好一起测试,这样不管哪里出了问题,你都有合理的找到事故发生的原因的机会,而不是你想要看的某一个环节。” “先驱者1号”最后没有达到理想的目标,但是穆勒和他的同事们在R-W公司6、7年中,积累了一套新的航天技术方面的知识、一套系统工程管理的体系和全机测试的经验,不知不觉地,他为未来领导美国的航天探索做好了自身的准备。 穆勒在副局长德莱顿的引领下宣誓就职/NASA 穆勒开始变得越来越多地参与到NASA和阿波罗项目中。NASA局长詹姆斯楹扣B要求他担任一个高级职位。但穆勒开出了条件:NASA必须重组。韦伯同意了。1963年秋,韦伯把NASA的三个中心(即现在的休斯顿宇航中心、马歇尔太空飞行中心和肯尼迪发射中心)交给穆勒,并在总部建立了一个由穆勒领导的小组。穆勒接受了任命,而他的收入则因此减少了许多。1963年11月,载人飞行办公室宣布成立。 刚上任的穆勒面临的最大问题是阿波罗计划时间表的失控和巨大的成本超支。 阿波罗计划是在冷战时期提出的。1961年5月,美国总统肯尼迪在美国国会提出在1960年代末实现登月。1962年9月12日,肯尼迪在赖斯大学发表了他的著名演讲:“我们选择登月, 我们选择在本年代登月以及选择实现其他目标,不是因为其易,而是因为其难,因为这一目标有助于我们最大限度地组织和衡量我们的精力和能力,因为这是我们乐于接受的挑战,是我们不愿延宕的挑战,是我们意在必赢的挑战。我们的其他目标也是如此。”但是说起来容易做起来难。从冷战开始以后,美国人一直落后于苏联人。第一颗卫星的发射(1957年)、第一个奔月飞行(1959年)、第一个宇航员(1961年)都是苏联领先。而美国一方,“双子座计划”和“阿波罗计划”并行,“双子座计划”为“阿波罗计划”做前期准备。到1963年5月,美国发射“水星 - 阿特拉斯9号”,其目标是把宇航员在轨时间延长到一日。而这个目标苏联人早早21个月之前就已经实现了。 为了实现登月,关键的一步是造出大推力火箭。这个任务是由布劳恩主持开发的“土星5号”大推力火箭。布劳恩是一名严格的、稳扎稳打的设计师。按照他的计划,“土星5号”火箭共有三级。他认为,新火箭的测试必须一步一步地来:在第一次实际发射测试时只测试一级火箭,而在把二级和三级火箭处只放上虚拟载荷;如果一级火箭成功了,那么第二次实际测试就把一级和二级火箭放上去,而三级火箭则是一个虚拟载荷;如此类推。按照这个方式,NASA必须有至少十次土星5号试验后才能进行第一次载人飞行试验。事实上,按照当时计划的阿波罗飞船和土星5号的实验多达20次。 阿波罗计划在执行过程中也由於种种原因无法按原计划完成。北美航空在1961年就获得了制造阿波罗指令舱和二级火箭的合同。但后来阿波罗飞船其他方面的设计(例如在轨对接)即其他技术方面的困难使得北美航空不得不修改指令舱的设计。北美航空不能按时完成任务,这使得阿波罗计划的试验飞行被迫延迟。 穆勒坚持认为,要想在1960年代末实现登月的唯一解决办法是减少飞行试验的次数。他推出了自己在TRW公司工作时感悟到的“全机测试”(all-up testing)概念。这个概念已经在“泰坦二号运载火箭”和“义勇兵洲际弹道导弹”计划里取得了成功,但是它显然违背了布劳恩的原则。穆勒认为应该把三级火箭全部上架,一起发射一起测试。他的逻辑其实也不难理解。既然在现行计划里,我们不可能实现肯尼迪总统的豪言壮语。这一点,业内的人都心知肚明。而且美国面临着在登月上再次输给苏联的危险,那么不如做一个大胆的改变。从技术上来说,NASA同时在建造三级火箭,而出问题的话可能会在任何一级上或者衔接部分上出,而且在第二级出错的概率比第一级大,因为人们在第一级火箭上已经花费的时间更多。为什么不把这三级火箭放在一起测试呢?但他推行的计划受到了阻力。“土星5号”负责人阿瑟·鲁道夫提出保留意见:“土星5号”的规模是“义勇兵洲际弹道导弹”无法比拟的。穆勒则强硬地回答:“那又怎样?”更大的阻力来自主持土星5号研发的沃纳·冯·布劳恩博士。布劳恩公开说,“你无法改变马歇尔的基本组织结构。” 穆勒据理力争。每个月的见面会上穆勒都会推销他的“全机测试”思想,最终说服布劳恩接受了穆勒的计划。说起来布劳恩也有些无奈。在一次会议上,他向当时的副局长鲍勃椰靓□窗]Bob Seamans)寻求支持。但西曼斯直截了当地说:“你最好跟乔治谈这事”。布劳恩有些无奈地说,这个方案“听起来鲁莽,但是乔治滇p勒的推理是无可挑剔的。用压载水来代替二级和三级火箭所需的体积比液态氢燃料要小。所以只测试一级火箭的话将会比最后的全机测试要短。因此,它的气动外形和火箭自身动态将不具有代表性。把压载水换成液态氢?可以。但那么为什么不把它作为一个加值试验来烧掉它呢?” 布劳恩最后说:“我支持这个想法。”於是穆勒最终占了上风。马歇尔飞行中心的发射试验日程全面修改。 这里必须说一点的是,其实穆勒并不是一个压制他人或贬低他人的人。有一位同事甚至说与他工作轻而易举。那些经常与他持不同观点的同事也说,虽然他有些傲慢,但是他并不是一个办公室里的暴君。他看上去和蔼可亲、彬彬有礼,但他内心深处像钢铁一样强硬。 “管理跟技术上一样具有挑战性。”穆勒深入了解了载人飞行办公室的情况。他发现这个机构可以说是“没有任何管理系统存在”。更糟糕的是,他发现,当时NASA的三个与载人航天有关的中心的设施和人员都迅速膨胀,那几年,每年都增加几千人,有公务员也有合同工,而他无法确定和管理设施和人员的配置,从而也就不能确定成本和规划时间。他分别召见NASA三个中心的主任,给他们解释他将如何把阿波罗计划重新摆正到总统肯尼迪既定的目标上,而且还要着手解决正在失控的财政预算问题。 穆勒的GEM图/NASA 韦伯强力支持穆勒。穆勒把载人飞行办公室的人数减少到只有他自己和三个中心的主任。穆勒还建立了一个由他本人和阿波罗计划合同公司的CEO组成的阿波罗执行小组。(类似的机构也同时在双子座计划办公室和一个叫“未来研究”(advanced study)的办公室里也做了同样的改革。)穆勒在NASA总部和三个中心创造了五箱式结构。这个结构代表了穆勒的系统管理的理念。它提供了整个计划的一个整体的轮廓。这里,关键的是这五个被称作“GEM盒”的结构(GEM是穆勒英文名的三个字首字母)。穆勒在总部建了一个计划办公室,同时在三个中心各建一个计划办公室。总部办公室与三中心办公室的人直接对话。在各中心的办公室下面又分别有五个关键部分。他把这五个部分称为“盒子“。这五个盒子分别是:计划控制、系统工程、测试、可靠性和飞行。穆勒在总部也设置了五个盒子。下面盒子的负责人直接与总部的相应人员直接对话,而不是跟他们所属的中心负责人对话。这样就避免了许多不必要的层次和官僚。前面提到的“全机测试”就属於“测试”这个盒子。 盒子建好了,还需要填充人进去。穆勒要求调空军负责“义勇兵洲际弹道导弹”计划的第一把手塞缪尔·菲利普斯(Samuel C. Phillips)任阿波罗计划的主任。韦伯支持了他。他顺势又把菲利普斯手下42个中级官员和124个低级官员也招来。最后一共有400多军方人员加入到阿波罗计划和其他NASA项目里。 穆勒向肯尼迪总统汇报“土星5号”研发进展情况/NASA 他与三个中心的主任每月开会一次。下面的项目主管需要既向自己的中心主任汇报,又向华盛顿他的办公室报告。这样的双向报告系统很不寻常。但一旦建立起来后就显示了它的优越性。穆勒对项目状态评估的认真程度达到了极致的地步。他的评估会都是在星期日进行的,因为他根本没有周末的概念。参加会议的人都说是穆勒审查细节到了残酷的地步。他们笑称会议上的演讲片是经过巴氏消毒的。这些精疲力尽的头头脑脑们在经过一天的折磨后越来越听不进去。很多图表只是在他们的眼前过了一下。但是穆勒却不是这样。在忙碌一天的最后一分钟,他仍然“直接和尖锐”,他坚持说:“你必须让我相信。”他的坚持的确发现了一些问题,使问题得以及时解决。 穆勒最担心的是事故。而事故却偏偏就发生了。NASA已经决定在1967年2月21日发射第一次载人的阿波罗飞船,即“阿波罗1号”飞船。NASA选出的三位宇航员紧锣密鼓地在北美航空的场地上实战训练。1967年1月27日那天好像问题特别多。突然发生了一场大火,三位宇航员被活活烧死在载人舱里。就是在这个时候,穆勒仍然相信从技术上看,阿波罗登月一定能在预定的时间表里实现,但这次事故为这个宏伟计划铺上了一层政治阴影。这次事故的原因相对简单。在一个封闭的环境里充满纯氧气,这本身就是危险的,特别是在压力增大的情况下。如果有人认真想过这个问题的话,他们是不会这样做的。显然这次火灾是一个迟早要发生的事情。他们发现了这个问题之后,他们力争把坏事变成好事。所有的电缆都重新按照专业的要求重新铺设。穆勒认为,这可以说是阿波罗计划中后来事故很少的原因。NASA没有被意外的火灾吓到。阿波罗计划继续进行。 “阿波罗11号”发射成功后,穆勒和同事们都笑了。穆勒的左边是布劳恩博士,右边是菲利普斯将军/NASA 穆勒的全机测试概念成功了。“土星5号”的前两次(不载人的)发射都顺利实现,第三次发射就是著名的在1968年圣诞节时的“阿波罗8号”环绕月球的那一次。那是阿波罗飞船第一次载人飞行。虽然在此之前,非载人飞行只有两次,穆勒还是充满信心。在发射之前他已经花了四个月的时间仔细研究了每一个细节。他相信这次发射一定会成功。当然这里面不是没有一点危险。他选择的是面对一个合理的危险。他排除的是不合理的危险,即最坏可能发生的无法克服的危险。正是因为他的认真态度,韦伯在“阿波罗1号”失火后能继续相信他。第六次就是1969年7月20日阿姆斯特朗和巴兹毓□蜈w林乘坐 “阿波罗11号”飞船登月的那一次。这时候距离肯尼迪总统宣布的1960年代末登月的目标只有5个多月的时间了。 后来在一次记者采访中有人问穆勒,万一全机测试失败了会怎样?“整个阿波罗计划血本无归,我的名誉扫地。”,他平静地回答。他就是这样不求名利,一心扑到航天事业上。 穆勒后来说,登月不是他最大的成功,而是随后的后继项目。“事实上,可能更大的事是那些阿波罗计划之后的那些。”阿波罗计划虽然美国航天的一大亮点,但它是一个不具持久性的一次性事件,而不是月球探索的第一步。 就在阿波罗计划还在执行中,穆勒就已经就展望阿波罗后的规划。1965年,他建立了阿波罗应用办公室。这包括一个月球基地、一个地球轨道空间站、阿波罗望远镜、外太阳系的探索和最初的火星落地的“航海家计划”。但由於国会的反对和NASA内部的抵触,这项计划被取消,只保留了太空实验室一项。 穆勒勾画的空间站的草图/NASA “我们建立太空实验室就是为了检验人类长期暴露在太空中的可能性”,穆勒后来回忆到。1966年8月,他根据阿波罗飞船的配套设备勾画了一个在轨车间(空间站)的图纸。这就是美国第一个空间站“太空实验室”的雏形。这也是他开始考虑航天飞机的时候。“因为要去火星的话,我们必须有一个更节省的方式。”所以他从这个时候就让两个项目同时开始。要知道,这时候距离阿波罗11号登月还有四年多的时间呢。 穆勒经常被人称作“航天飞机之父”。对这个称呼并不是每个人都赞同的。像航天飞机这样庞大复杂的项目,有很多很多的重要人物穿插其中。但是无异议的是,穆勒在航天飞机早期决策期间起到了关键作用,他对於推行可重复使用航天器不余其力。所以乔治华盛顿大学空间政策研究院主任约翰·劳格斯登(John Logsdon)教授把他称为“航天飞机的政策之父”。 1967年12月,穆勒在NASA总部举办了一个一天的研讨会,80名来自空军、NASA和工业界的来宾讨论了低成本的空间穿梭机式的飞行设计。专家们提出了多种方案。研讨会后,穆勒继续鼓动航天飞机的研发。同时,他也对空间站充满热情,并预期着航天飞机在地球和空间站之间的穿梭往来。 1968年8月,穆勒到伦敦去接受英国星际学会的一项奖项,他利用这次机会再次宣传航天飞机的前景。“…确实有必要有一个有效的地球到轨道的交通系统,即经济的航天飞机。”他说,“我预测下一个主要的空间推进是一个在地球和空间建筑(比如马上就要绕地球飞行的空间站)之间的经济型运载火箭。”对航天飞机,穆勒很乐观。他相信未来的总统尼克松会一定会支持他。“这可能是尼克松的一个大项目。” 1969年11月10日,穆勒辞去了NASA的工作。有人说他是想回到企业界,也有人说他与新的NASA局长托马斯·潘恩(Thomas Paine)在1970年代的空间计划问题上意见不合。但在接受记者采访时,穆勒表示,他离职的原因第一是因为阿波罗计划已经确定会结束,而那时正是离开的好时机,以便让下一个人去领导新的时期。第二是因为他需要为他的家庭多挣些钱。他领导阿波罗项目后,收入减少了一半。 虽然离开了NASA,穆勒仍然关心着航天飞机的发展。对於航天飞机时代的终结,他跟当时的NASA局长迈克·格里芬(Mike Griffin)意见不同。他认为,NASA不非得继续使用航天飞机,但至少应该等到NASA有一个新的经济安全的运载火箭来代替。而NASA却是先把还仍然能飞的航天飞机放弃了,然后花巨资向俄国购买通向国际空间站的船票。作为航天飞机之父的穆勒当然是不能接受的。 回到工业界之后,他参与了多家公司的领导工作。虽然离开了NASA,他仍然念念不忘可重复使用的发射系统。终於在1995年又到了研发这类系统的Kistler航空航天公司。NASA一度选择了这家公司开发可重复使用的发射系统,但最后还是放弃了。公司不得不在2010年宣告破产。 穆勒在南加州安度晚年。2015年10月12日,他因充血性心脏衰竭逝世,终年97岁。 从1969年到1982年,穆勒是美国航天航空学会的主席;从1982年到1997年,他是国际宇航科学院的主席。1970年,尼克松总统授予他国家科学奖。他一共获得了六个荣誉博士学位,三个NASA杰出服务奖。2002年,他被授予全国空间纪念杯。2011年,他得到国家航空和航天博物馆纪念杯。 阿波罗登月的时代过去了,航天飞机的辉煌也已不再。但阿波罗登月已经成为了人类飞出地球的象征;航天飞机的业绩也代表了人类超越现有技术的一次伟大的挑战。穆勒所信仰的重复使用的经济适用型运载工具仍然是人类追求的目标。穆勒的遗愿一定会实现。
个人分类: 航天人|8304 次阅读|3 个评论
[转载]Using NASA Satellite Data to Predict Malaria Outbreaks
qujiangwen 2018-9-21 17:10
\0 Predicting Malaria Outbreaks With NASA Satellites In the Amazon Rainforest, few animals are as dangerous to humans as mosquitos that transmit malaria. The tropical disease can bring on high fever, headaches and chills and is particularly severe for children and the elderly and can cause complications for pregnant women. In rainforest-covered Peru, the number of malaria cases has spiked. In the past five years, the country has had on average the second highest rate in the South America. In each of the years 2014 and 2015 there were 65,000 reported cases. Containing malaria outbreaks is challenging because it is difficult to figure out where people are contracting the disease. As a result, resources such as insecticide-treated bed nets and indoor sprays are often deployed to areas where few people are getting infected, allowing the outbreak to grow. To tackle this problem, university researchers have turned to data from NASA’s fleet of Earth-observing satellites, which are able to track the types of human and environmental events that typically precede an outbreak. With funding from NASA’s Applied Sciences Program, they are working in partnership with the Peruvian government to develop a system that uses satellite and other data to help forecast outbreaks at the household level months in advance and prevent them from happening. Tracking Mosquitos Anopheles darlingi mosquitoes are most responsible for spreading malaria in the Peruvian Amazon. Credits: copyrights Fábio Medeiros da Costa, via Flickr (CC BY-NC-SA 2.0) License terms In the Amazon, the Anopheles darlingi mosquito species is most responsible for spreading malaria, which is caused by single-celled parasites called Plasmodia . Females (and only females) ingest the parasite upon feeding on the blood of an infected human and can pass it on to the next human it feeds on. “Malaria is a vector-borne disease, which means you have to have a vector, or mosquito, in this case, transmit the disease,” said principal investigator William Pan, an assistant professor of global environmental health at Duke University. “The key to our malaria forecasting tool lies in pinpointing areas where prime breeding grounds for these mosquitos overlap simultaneously with human populations.” Predicting where these mosquitos will flourish relies on identifying areas with warm air temperatures and calm waters, such as ponds and puddles, which they need for laying eggs. Researchers are turning to the Land Data Assimilation System, or LDAS: a land-surface modeling effort supported by NASA and other organizations. NASA satellites, such as Landsat, Global Precipitation Measurement, and Terra and Aqua, serve as inputs for LDAS, which in turn provides ongoing information on precipitation, temperature, soil moisture and vegetation around the world. While not identifying puddles and ponds outright, LDAS shows where they are very likely to form. For example, flooding may overflow riverbanks or heavy rains can saturate the soil, allowing water to pool. “It’s an exercise in indirect reasoning,” said Ben Zaitchik, the project’s co-investigator responsible for the LDAS component and an associate professor at Johns Hopkins University’s Department of Earth and Planetary Sciences. “These models let us predict where the soil moisture is going to be in a condition that will allow for breeding sites to form.” A map showing the rivers the Peruvian Amazon and surrounding areas. Precipitation and other environmental conditions affect river height, which can impact the number of mosquito breeding sites along their banks. Credits: NASA's Scientific Visualization Studio Through satellite-derived vegetation and land cover maps, LDAS also tracks another major indicator for future malaria outbreaks: deforestation, in particular when road development is involved. When roads are built, bulldozers dig ditches to dispose of trees and other vegetative waste; when filled with rainwater those ditches become mosquito breeding sites. When infected people traverse these roads and transmit the disease to Anopheles darlingi , an outbreak can occur. Tracking Humans While LDAS tracks weather and deforestation to identify emerging mosquito populations and future outbreak hotspots, reported malaria cases place the infected on the map. But for the purposes of predicting an outbreak, that map doesn’t tell a complete story. In Peru, malaria is diagnosed and treated at health posts scattered around the country, and resources are dispatched to those posts to contain outbreaks. The problem with this approach to containment, according to Pan, is that the health post where a person seeks treatment isn’t always near where he or she contracted the disease. That’s because those who are at greatest risk for malaria spend several months of the year logging or mining, which often sends them on journeys far from their homes. Finding where people are getting infected forms the crux of the malaria forecast system, and Pan is developing a regional-based statistical model and a more detailed agent-based model to target these hotspots. For the regional model, reported cases of malaria are incorporated along with population estimates for each county and assumptions about where people are traveling based on seasonal migration studies. Integrating environmental data through LDAS not only places mosquito populations on the map but also helps to inform human movement, for example, by detecting rising rivers during the rainy season. “It’s much easier to float logs down a river when its high, and at the same time mosquitos thrive because pockets of water emerge along the riverbank,” Pan explained, “so these types of conditions correspond with high malaria risk.” The regional model will provide a big-picture look at how humans, mosquitoes, and the disease are located and where they’re headed based on how those variables interact. At the same time, the agent-based model—named because it models the behavior of every agent, or every human, mosquito, and malaria parasite within an area—will zoom in on a tighter geographic space by utilizing high-resolution hydrology data and by homing in on neighborhoods and the movement of people. In combination with LDAS data, the model will run a simulation to assess the probability of when, where and how many people are expected to get bitten and infected with the disease. Preventing an Outbreak According to Pan, the two models will be used to project forward 12 weeks and pinpoint, down to the household level, where the disease is predicted to take hold. The models will also simulate what would result from any one of several actions, from handing out bed nets and sprays that can reduce human-mosquito contact to administering preventive anti-malaria treatment that can stop transmission. Based on the results, the ministry of health can carry out the optimum plan. Bed nets create a physical barrier against mosquitoes for people sleeping beneath them. Credits: U.S. Peace Corps The agent-based model’s ability to make projections down to the household level allows for resources to go where they’re needed. It would be a marked turn from the government’s current method, which is to distribute resources broadly, sometimes to areas that may not need them. “Instead of treating 100 percent of the community, we could focus vector control in certain households or specific areas of the community,” Pan explained. “It’s a targeted strategy that can achieve the same reduction in malaria, but at potentially lower cost and with a more rapid response.” As the project enters the third of its three-year grant, Pan and his colleagues continue to refine the models. He estimates the forecasting tool could be ready for use within a few years. The Peruvian government is already working with Pan to familiarize itself with the system, particularly as it begins its Malaria Cero program, which aims to eliminate the disease by 2021. Other countries, including Colombia and Ecuador, have expressed interest. While this project is focused on malaria, Pan noted that one of the advantages of the tool is its adaptability, as the LDAS and population models can be used for tracking not only malaria but also a number of other diseases, such as Zika and Dengue. “I think that government health agencies will find not just one but many uses for the system that can benefit a lot people,” he said. “That’s always been our goal.” By Samson Reiny NASA's Earth Science News Team Last Updated:Sept. 13, 2017 Editor:Sara Blumberg Tags: Aqua Satellite , Benefits to You , Earth , Goddard Space Flight Center , GPM (Global Precipitation Measurement) , Hazards , Landsat , Terra Satellite \0 \0 https://www.nasa.gov/feature/goddard/2017/using-nasa-satellite-data-to-predict-malaria-outbreaks \0
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“瞧,我在NASA工作!”德里克·詹姆斯·罗素的故事
热度 1 jiangxun 2018-7-28 09:25
作者:蒋迅 7月26日是美国的国家实习生日(National Intern Day)。特选一篇实习生的故事发表。 德里克·罗素 (Derek James Russell) 德里克是一位公交车司机的儿子。他的父亲在旧金山湾区的一条30公里的路线上开了30年公交车。德里克出生在旧金山东南边的海沃德(Hayward)市。从小他就是一个特殊教育学生,就是说,他由於某种原因需要学校给他提供特殊的学习条件。由於他弱小内向,他在学校里经常成为了被同学欺负的对象。就因为这个,他妈妈在不到五年的时间里给他转了三次学校。“我从小学习不好小又老实,欺负人的那些同学把老实当作好欺负。” 但是当他进入青春期后,他整个变了个人。他开始思考自己的将来。“我要证明给自己和他人,我可以学习好,我可以成功”,他说。那他当时落后到什么程度呢?别的同学在学七年级的课程,而他还在学二年级的课程。真不知道美国学校是怎么让他一步一步升级的。他的同学都在嘲笑他。他也一直自暴自弃很多年了。没人觉得他可救。但他自己开窍了。他要学出个样子来。他从此学习依法不可收拾:每天学到半夜,上全世界最大的课外补习学校“公文式”(Kumon)补习数学和阅读。我们中国人一般对这个补习学校看不上,说它是苦蒙。其实这个学校对於像德里克这样的学生还是有帮助的。它的创始人是一位日本人,就是因为自己的儿子数学学得太差,於是自己开发出一套给儿子的教材,成绩显著。我一直坚持,一个学校能存在就一定有它的价值。德里克印证了我的这个观点。逐渐地,他的老师都注意到了他的变化,他的学习成绩也逐渐好了起来,他也给大家留下了新的印象。 来源: Linkedin 2013年他从加州第一所半私立性质的特许学校“领袖高中”(Leadership High School)毕业,然后进入了位於海沃德市的查伯特社区学院(Chabot Community College)。在那里,他修了数学和科学课程。当他发现NASA有一个专门为社区学院设立的一项奖学金( Stem Synthesis Community College Internship Program )时,他立即递交了申请。这是NASA艾姆斯研究中心的一个项目,以前是与南湾的迪安萨学院(De Anza College)及山麓学院(Foothill College)合作,现在已经扩大到所有的社区学院。 从社区学院招收实习生就意味着常规四年制大学生不能得到这个机会。这样的“歧视”是有其正面意义的。有些人特别努力,但需要帮助一把。他们在得到这样的机会后很可能会一展才华,成为优秀人才。我以前介绍过一位 越南船民在美国成功的故事 。故事的主人公陈惠(Huy Tran)女士就是通过迪安萨学院和NASA的这项计划进入到艾姆斯研究中心的。现在她已经是那里航空学研究部的主任。还有一位 “好奇号”登陆首席施特尔茨纳 属於浪子回头的那种。当一个叛逆青年终於要读书了,那么社区学院就是他走向辉煌的起点。 我看了NASA的这个招生计划要求,很简单: 必须在社区学院注册读书; 必须是美国公民; 必须是理工科 (STEM); 必须自备计算机。 你需要填一个申请表,交一个非官方的成绩单再写一封申请信。美国就是这样,只要你想学习,想努力,那么就有许多这样那样的机会在等着你。特别是作为一名非裔,德里克要求上进,他应该得到社会的帮助。他得到了这样一个名额。作为一名2016年社区学院奖学金的获奖者,他正在学习建造和遥控一个敏感器驱动的机器人。 德里克仍然在查伯特社区学院学习。但是社区学院只有两年。他的目标是转到加州大学的一所分校或者一个私立大学去,并学习电子工程或计算机科学。大学毕业后,他还要读研究生。德里克说他还没有一个非常明确的方向和计划。但将来去NASA或者Google也是有可能的。“NASA在我的个人成长经历里起了巨大的作用,因为它给了我所需要的自尊,我不能自我放弃,我要达到我的目标。” 如果你有兴趣申请,请到 这里 来查详情。 这是笔者【NASA人的故事】系列中的一篇。请到 这里 继续阅读 资料来源: NASA
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NASA唯一一位考古学家汤姆·赛弗
热度 2 jiangxun 2018-7-5 02:15
作者:蒋迅 本文已经发表在《太空探索》杂志上。 汤姆·西佛(Tom Sever) (来源: UCSC ) 通往北危地马拉(Guatemala )的佩腾(Peten )地区的丛林山路上尽是荆棘,有时甚至是危险的。现在,在米拉多尔(El Mirador),史前玛雅神庙好像是从稠密的森林里挺拔而出,刺向天空。汤姆·西佛(Tom Sever)徒步登上了佩腾最大的51米高的丹塔神庙(Danta Temple)并测量了它的石灰石墙壁。他喘着粗气,小心翼翼地扫清途中的窄窄的路呀。巨大和辉煌的青翠雨林从身边延伸出去。难道地球上还有比这里更美丽的地方吗? 世界上最大的玛雅金字塔达 (来源: Ancient-Wisdom ) 作为一名考古学家和人类学家,西佛更感兴趣的是那些建造了这些神庙的人们。他们是如何到达这里的?通向现在已经消失数千年的玛雅城市的道路在哪里? 站在神庙上的西佛 (来源: UAH ) 当西佛扫视着周围的景象时,他看不到茂密的丛林中任何古路的痕迹。然而他知道这些路就在这里。他已经从在空中拍摄的照片中看到了这些路径。作为NASA唯一一名考古学家,西佛能够像接触铲子和铁锹那样便利地接触到卫星图像。 考古学的所有魅力在于,它是一个极为缓慢的科学。它可能要数月、数年、以致数十年才能发掘出一个重要的遗址。但是在最近二十多年里,考古学家们发现了一个捷径:利用安装在卫星、航天飞机和飞机甚至卡车上的NASA遥感器,他们可以找到已经失去的古文明的蛛丝马迹。而这一切都是从西佛开始的。 年轻时的西佛对考古和NASA都没有兴趣。他原来是想当一名教师的。1967年,他上了一所师范学院:哈里斯教师学院(Harris Teachers College,现在的哈里斯 - 斯托州立大学),主修教育学和英语,副修科学。1971年,他顺利地获得了本科学士学位。本该如愿以偿地去当教师的他突然又对天文学、古建筑和古宗教的历史和关系发生了兴趣。于是两年后他又义无反顾地报考了桑德州立大学人类学/考古学研究院。他在上研究生期间就写出了“天文学,建筑学和宗教的相互关系的调查”和“对天狼星的痴迷:过去和现在”。他还到秘鲁实地考察。1976年他硕士毕业,开始了他从事一生的考古生涯。 一开始,西佛把自己的目标定在了南美洲的印加人的文化上。1977年,他接受了秘鲁的一个资助(Earth watch Fellowship),到秘鲁库斯克(Cuzco Peru)附近的安第斯山脉(Andes Mountains)研究印加人的年历系统。这个与我们现在的历表很接近的印加系统由41条从金庙(Temple of Gold)发射出来的直线组成;在每一条直线上有八个神社,一共有328个。这个数字可能就是印加月历中的一个循环。西佛和其他人每天去寻找这些直线和神社。两个月后,他们也只走了其中的三条线。这时候他意识到这样下去他们是得不到一个答案的。 “必须有别的办法!”他回忆到,他曾经读到过NASA国家空间实验室(今天的斯坦尼斯宇航中心)将遥感技术用到农业灌溉和土壤分析中。那这项技术能否用到考古领域呢? 用现在流行的一句话来是说就是“开了一个脑洞”,或者叫“换新技术”(game changing)。对他来说,则是命运的转折点。他立即回到美国并访问了在密西西比州的NASA斯坦尼斯航天中心并变随后成为了NASA唯一的一名考古专家至今。 意识到遥感对考古的重要性是一个方面,把这项技术运用到考古中去又是另一回事。1982年,西佛从NASA得到了一笔经费,到新墨西哥的查科峡谷(Chaco Canyon)做了一次考察。这里是北美最大的史前遗址聚集地。人们相信,早在公元950年到1100年间,阿那萨奇文化(Anasazi culture)就已近把这里作为社交活动和宗教仪式的地方了。考古学家对这里已经做过大量的研究,这包括地面上的和飞机摄影。但是西佛相信他能使用遥感技术找到新的东西。 首先,西佛从NASA获得了在NASA飞机上安装的专项制图仪模拟器(The Thematic Mapper Simulator,TMS)拍摄下来的图片。TMS记录了从可见光到红外线的七个波段的光谱。然后他派人携带着热红外多光谱扫描仪(The Thermal Infrared Multispectral Scanner,TIMS)上飞机,到这一带做了一次考古飞行。TIMS可以检测到地表或地表附近的十分之一摄氏度的温差。 土壤的成分是影响温度的一个因素。埋在土壤下面的石头会使得其上面的土壤比周围土壤获得更多或失去更多的热量。类似地,用于灌溉的农田垄沟能比周围地区保留更多的湿度。温度的不同可以让TIMS更容易地“看到”这些石头和垄沟。 新墨西哥州的史前道路 (来源: NASA ) 得到了这些数据后,西佛把数据送入计算机,让计算机提高图片的清晰度。然后带上这些图像又回到了查科峡谷。站在这块土地上,他肉眼看不出有任何特别的地方。但是计算机提供的图片却显示了不同的景象:他的面前是一个完整的公路系统,它应该是北美最为古老的公路系统了。 波弗蒂角 (来源: Wikipedia ) 他在路易斯安娜州波弗蒂点(Poverty Point)的一个遗址做了一次普查。这个遗址早在公元前1200年就有人活动,大约六百年后被遗弃。它有一个中心广场,由六个同心脊所环绕。当考古学家们将TIMS提供的信息综合起来后,他们发现了从中心地带发射出的线性结构。他们将那里的泥土挖起来后看到的是以前未发现的进入这个中心地带的堤道或斜坡。在这里,考古学家们曾经发现过密西根的铜和田纳西及俄亥俄的燧石。这说明在波弗蒂点一带曾经有过一个大型的交易网。 从阿雷纳湖横跨的阿雷纳尔火山 (来源: Wikipedia ) 遥感对考古的价值的最具戏剧性的证明是在中美洲。在公元前3000年到公元1500年间,一个印第安人文化在哥斯达黎加西北部的海拔1600米的阿雪纳尔火山(Arenal Volcano)的底部兴旺发达。而在哥斯达黎加的这些山区里曾经被认为不存在史前人类的。这个文化早于并更持久于玛雅人(Mayas)和阿兹台克人(Aztecs),但在西班牙人入侵的那段时期里玛雅人和阿兹台克人被征服。这个阿雪纳尔遗址的特殊之处是这座火山在以后的4000年里喷发了10次,从而把这些民居村庄加上了10层的保护,并且由一个150英尺的丛林树冠。这就等于在空中又加了一个遮蔽。是TIMS检测出的土壤的不同湿度水平引导人们得到这些发现。尽管他们没有在地面上看到任何物证,他们挖了壕沟来通过考古调查来证实其存在。除此之外,他们通过跟随便道和使用统计预测模型确认了大约60个定居点和其他遗址。 1980年代中期,在NASA的帮助下,两国考古学家建立了旨在证明遥感的价值一项合作。西佛与科罗拉多大学的培森·希兹(Payson Sheets)、美国国家科学基金会及国家地理学会组成团队,以期解决哥斯达黎加的史前印第安人的秘密。 希兹带领一队科学家进入这个地区做了初步考察,紧接着是把NASA开发的遥感器到这个地区的上空覆盖了一遍。到1985年中,一个由红外照片和TIMS热数据产生的大型遥感数据库形成了。再后来是通过雷达和光达(LIDAR)传感器记录陆地卫星(Landsat)的数据和信息。雷达揭示地面的线条和几何形状。如果光达从上面经过一段被侵蚀了的小径,那么这段路径的缩进痕迹就会出现在数据上。 红外成像显示了古路 (来源: NASA ) 这对考古有什么帮助呢? 早期人类的活动都是居住在某个固定的地区,附近有淡水,种的植物都在某个固定的海拔高度。根据这些信息,我们可以在计算机缩小到几个具体的地点,在这些地点做进一步的调查。 另一个办法是向计算机提问题,比如已知的考古点都有什么共同之处。然后我们可以找出其他也具有这些特点的地方做深入调查。 西佛和希兹 (来源: NASA ) 西佛和希兹在哥斯达黎加的森林中央用每天不到一美元的价格租了一个窝棚。在这里,他们仔细研究了这个地区的红外图片。西佛在一个区域里看到了一些可能是路径的狭窄的线条。后来他们发现这些线条确实是史前小路的热成像。这些小路是世界上最古老的小路,现在已经被埋在了1.5米深的火山灰下面了。 但是,红外照相只能在辽阔的平原上。在茂密的森林地区,西佛只能依赖于TIMS。那些被掩埋的小路影响了在其上的土壤是如何腐蚀的。而这又改变了土壤的构成、湿度从而植被。正因为如此,从这些小路上的植被发出的红外线多于周围环境里的植物。传感器可以识别这样微小的区别。依据红外线图像提供的线索,他们找到了以前从未知道的三个半米宽的连接村庄和其他聚集地的小路网络,它们都通向希兹几年前就发现了的一个墓地。 希兹和一些考古学家和人类学家开始相信遥感技术,但仍然有人表示怀疑,有人公开质疑这个手段。 然而西佛继续宣传这项技术。他说,至少有一点是肯定的:遥感不会损坏东西。一个遗址一旦开发就永远不可能恢复到原来的样子。如果你挖错了地方,你可能就永远地失去了本来存在的线索。另一个优越处是遥感提供了迅速确认有望收获值得开发的场址。在考古学里,时间是一个关键的因素。森林砍伐和建筑活动对考古现场的破坏速度远超记载到案的速度。遥感技术已经证明是节省时间、节省经费同时能帮助考古学家决定优先开发的遗址。这项技术已经在整个非洲、委内瑞拉和欧洲大陆。 但是,是NASA首先认识到了这项技术的意义所在并大力支持西佛的努力。 危地马拉的一座玛雅废墟 (来源: NASA ) 他的另一项计划是到中美洲的雨林中去,那里是玛雅人在大约公元900年左右完全消失之前出没的地方。他进行一些实地工作以证实遥感数据并提供整个地区的考古地图。这种实地考察是辛苦的,有时是异常危险的。 在雨林里,他使用GPS卫星精确地确定考古遗址的地点。问题是GPS读取只有在卫星通过上空时才能进行。有时这意味着他必须在深夜爬到一座寺庙的顶部的话,那么这正是毒蛇和蝎子出来活动的时候。 有一次,斯坦尼斯航天中心的斯维德鲁普技术(Sverdrup )公司的职员李丹(Dan Lee)爬到一座庙的顶部去做GPS读取时发现,、、、 顶部完全被树覆盖了。他不得不一直爬到树顶上去。当他把GPS接收器举起指向卫星时发现自己的胳膊上已经被红蚂蚁覆盖。尽管如此,李丹还是成功读取了GPS数据。 除了毒蛇、蝎子和蚂蚁,树林里还有其他的危险。有一次,西佛的考察队被武装了AK-47和步枪的左翼游击队逮捕。他们被扣押了十个小时。 大量收集的遥感数据帮助他们找到了玛雅人的道路,其中一些可能会导致新遗址的发现。遥感图像显示了沼泽地带的水井系统。在沼泽地带的边缘,图像揭示的可能是一个大规模的建筑。雅玛人曾经统治过整个中美洲。在其高峰期的公元900年左右,玛雅城市的人口达到每平方英里2000人。即使在乡村,人口密度也达到了200到400 人。但是他们突然间消失了。这给后人留下了一个人类史前史中最大的人口灾难之一 - 曾经充满活力的玛雅社会的灭亡。 西佛认为,对玛雅文化的研究是他经历过的最重要的考古项目之一。在不破坏雨林的条件下了解玛雅人是如何在其中生活的,这对我们现代社会的环境管理具有重要的参考价值。 “我们在去发现玛雅人是如何在这个精致的环境中生活了数百年,而如今却有几百人几乎要把森林毁掉”,他说。 西佛和他的团队不仅是在与毒蛇、蝎子和游击队在战斗。他们还在与时间竞赛。中美洲的这片地区是世界上最大的热带雨林之一,但是正在迅速地被人类砍伐掉。重要的是人们不知道他们正在玛雅人死亡的道路上重蹈覆辙。 那么玛雅人到底是犯了什么致命的错误呢?西佛的团队和其他考古学者们把遥感得到的数据与常规办法得到的信息结合起来,逐渐得到了一个较为清晰的答案。他们从古底层中湖沉积物的草籽中发现,在1200年左右,正是在玛雅文化倒塌之前,树的籽几乎完全消失了,而取而代之的是杂草的种籽。也就是说,这个地区几乎完全没有了森林。玛雅人为生活所需而大量砍伐树木。他们采用刀耕火种的办法毁林造田。他们还要用树木去烧用来盖他们的神殿的石灰石。每生产一平方米的石灰石膏就需要砍掉20棵树。没有了树木,侵蚀会恶化,带走肥沃的表层土。根据NASA计算机模拟计算,地表的覆盖变化导致这个地区的温度变化达3-5度之多。炎热的气温可以使得大地干旱,变得无法种植庄稼。气温上升改变降雨模式。干旱季节里,水源不足,深达500多英尺的地下水不能从水井里打出。缺水是一个严重的问题。玛雅人一定是依靠着水库里积存的雨水维持生活。因此一旦降雨中断,后果不堪设想。 “以前,考古学家们一直在争论玛雅文化的消亡是由于干旱、战争还是疾病,或其他因素。”西佛说,“现在我们认为所有这些因素对起了作用,但这些都只是表面现象。根源在于自然干旱和人类毁掉森林所造成的长期食物和水源的缺乏。” 而今天,热带雨林在人类的破坏下迅速消失。在过去的40年里,有大约一半的雨林已经被砍掉。当地的农民还是刀耕火种的办法。这样的土壤经过三五年后就贫瘠了,于是他们就再去烧另一片森林。而被抛弃的天地需要15年才能恢复生机。这样无休止地进行下去,直到森林完全消失。按照现在的速度,到2020年,至多还有15%的森林能幸免。看来现在的人类正在重复玛雅人的致命错误。 但,毕竟玛雅文化延续了数百年,他们一定也有值得我们学习的地方。这些正面的东西是什么呢?一个重要的线索就可以从空间看到。西佛和他的同事仔细查看了卫星成像,他注意到在雅玛遗迹附近的类似沼泽地带的排水和灌溉系统。现在当地的危地马拉人没有这样的系统,考古学家也一直认为雅玛人也没有这样的系统。从6月到12月的雨季里,这里是泥□地带,而在旱季,这里是一片焦土。两个季节都不适合耕作。西佛怀疑,这些古运河是雅玛人设计的管理水资源的一部分,这使得他们可以在这里种庄稼。这样的沼泽地带占地40%。有了这样的耕地,雅玛人就可以有较为充分和稳定的食物,因为他们可以在雨季到高地耕作,然后再旱季到低□地带去耕作。很有可能,雅玛人用这个办法避免了刀耕火种,从而保存了雨林。 雅玛人的灌溉系统 (来源: NASA ) 那么今天的农民能向玛雅人学习吗?西佛认为他仍然抱以希望。西佛和他的同事们正在和当地的政府学校合作,第一步先要划分出始于耕作的土地,然后尝试建立一个灌溉系统并种下庄稼。一千年前玛雅人留下的信息对后人永远是不晚的。中美洲环境与发展委员会与NASA签署了协议,扩大中美洲科学家们使用遥感数据。这个协议包括里伯利兹,哥斯达黎加,萨尔瓦多,危地马拉,洪都拉斯,尼加拉瓜和巴拿马。 “通过这个独特的合作关系,我们给予了中美洲的这个委员会一个可以让他们自己管理环境的工具。”西佛说。他们将具有保存和保护考古遗址及森林的环境意义的手段,同时做出关于开发、移民和旅游的有科学根据的决定。作为地球观测系统(Earth Observing System)的一部分,NASA将与中美洲的科学家们合作去研究全球变化的机制。 莱特兄弟的1910年机库 (来源: Wright-brothers ) 完成了对中美洲的考察,西佛又把他的考古研究放回了美国。他决定去寻找莱特兄弟1910年在俄亥俄州的一个机库。说起莱特兄弟来应该是家喻户晓的人物了。1903年12月17日莱特兄弟驾驶自行研制的固定翼飞机飞行者一号实现了人类史上首次重于空气的航空器持续而且受控的动力飞行,被誉为现代飞机的发明者。他们的飞机和机库应该算是文物了。那怎么还要西佛去找呢?原来,他们在1903年成功后回到了家乡俄亥俄州。他们借用了赫夫曼草原来继续他们的飞行试验和训练驾驶员。在那里,他们于1904年、1905年和1910年建了一系列机库。其中的1910年机库是本文的重点。它比前两个机库都大,曾经被莱特兄弟用来做飞机展览房和飞行员训练学校。1915年,奥维尔·莱特(这时威尔伯·莱特已经去世)卖掉了莱特公司,机库则一直用到1916年。1917年,美国陆军把这里命名为“威尔伯·莱特场”(Wilbur Wright Field)。以后机库就一直在那里孤零零地竖立在那里。直到1924年戴顿航空展(Dayton Air Show),机库被改造成了一个展览大厅,用来接待前来参加航空展的客人。这个机库的状况越来越坏,最终于1940年代被拆除。几年之后,竟然就没有人再记得这个曾经的机库的具体位置了。如果你现在到赫夫曼草原去的话,看到的就只是一个草原而已。 赫夫曼草原 (来源: Finding Marshall ) 从1990年至1994年,美国陆军建筑工程研究实验室(CERL)组织了一批人要重新找到它。西佛参与了这项任务。他们使用了多种手段:传统的地面考古、飞机遥感、磁场和电磁场考察等等。穿透地面的雷达确定了一个与机库有关的矩形地带。NASA使用小型飞机上安装的热感器来记录了这个1910年机库的踪迹。这些数据拼凑到一起后很容易就把这个机库的位置找到了。1994年,CERL来到赫夫曼草原做实地考察来印证这个发现。他们挖掘出了建筑物的碎片,甚至有一个保存完好的机库的柱子。 热传感数据成像显示的1910年机库 (来源: Wright State University ) “很多人认为考古学家就是挖掘古文物或者寻找消失的城市,”他说。“这显然不对。我们在考察人类文明是如何适应环境的变化的,古人是如何适应环境的变迁,为什么一个文化出现又消失。通过学习过去,我们可以为我们的今天学到宝贵的经验,也希望能为后人继续使用。NASA的遥感技术给予我们前所未有的机会。 西佛获得过包括“NASA杰出服务奖”在内的十多项奖项,1994年的专业考古协会的“杰出成就奖”,美国科学基金、美国国家地理学会基金等研究基金。作为NASA唯一的考古学家,他在三十多个重要会议上做过报告,发表过29篇学术论文。他的研究结果被大量媒体采用。 西佛离开NASA,又当起了老师 (来源: UAH ) 完成了NASA赋予他的遥感考古任务之后,西佛突然间又有了当老师的冲动。那是他青年时的梦想。但历史让他走上了一个完全不同的人生道路。他决定从他工作了27年的NASA辞职去实现自己的教师梦。现在他是阿拉巴马大学亨茨维尔分校(The University of Alabama in Huntsville)的考古学教授。这里是NASA的马歇尔太空飞行中心所在地。他可以继续与NASA在遥感项目上合作。在学校里,他开设了“文明的崩溃”“ 环境考古学”“遥感引论”等课程并指导了硕士论文。 现在,航天遥感考古已经成为了考古学中的一个越来越重要的手段。人们有理由相信考古学家们能解决更多的千古之谜。让我们记住西佛这位航天考古第一人。 这是笔者【NASA人的故事】系列中的一篇。请到 这里 继续阅读
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第一位非裔女宇航员梅·杰米森
热度 1 jiangxun 2018-5-23 10:32
作者:蒋迅 梅·卡罗尔·杰米森 ( Mae Jemison ) 1956年10月17日,杰米森出生在阿拉巴马州迪凯特市。她的父亲是一家慈善机构的职员,母亲是小学教师。在她三岁的时候,全家搬到芝加哥市。父母们一方面是为了有更多的就业机会,另一方面也是为了几个孩子能有更好的教育。而小杰米森则有一个奇怪的想法,她认为在芝加哥长大就一定能到太空去。她从小就知道科学需要联想。有一次她的拇指被一个碎片划破了。她的母亲把这件事变成了一次学习的机会。结果小杰米森进行了一套完成关于脓的实验项目。尽管她的父母非常支持她对科学的兴趣,学校的老师却不这样看。有一次学前班的老师问她将来要干什么。她说:“科学家”。老师满脸疑惑地反问她:“你是说想当一名护士?” 她成长的过程很其他孩子们是一样的:对太空和星星充满好奇,喜欢恐龙。她还喜欢探索。在“阿波罗计划”的年代里,别人都被登月的壮举震撼了。而她却注意到没有女性宇航员。她提出了自己的疑问,但是对别人的解释表示无法接受。 那是非裔美国人民权运动风气云勇的时期。美国黑人为争取取消种族隔离而抗争。她被马丁·路德·金所激励。对于她来说,马丁·路德·金的梦不是一个虚幻的阁楼,而是行动的号角。“人们常常把他画成圣诞老人 - 微笑和无害”,杰米森说,“但是当我想起马丁·路德·金时,我想到的是一种态度,还有胆量和勇气。” 杰米森从11岁开始学习跳舞。她喜欢跳舞,学习了各种舞蹈,包括非洲舞蹈,芭蕾,爵士,现代 - 甚至日本舞蹈。她想当一名专业舞蹈演员。14岁那年,她报名参加了音乐剧《 梦断城西 》( West Side Story )中女主角的选拔。虽然她由于嗓音质量而落选,但她优美的身段和舞步还是让她获得了伴舞的机会。她说:“我喜欢科学,我也喜欢艺术。”她为这两个截然不同的方向犹豫了很长时间。直到她上大四的时候还在纠结是该去医学院,还是应该去做职业舞蹈演员。这时妈妈出来说话了:“如果你是一名医生,那么你永远可以跳舞;如果你是舞蹈演员,那你不可能成为医生。”妈妈的话让她最终选择了从医。 1973年,杰米森从芝加哥的一所高中毕业并以16岁的年龄被斯坦福大学录取。她的父母觉得她还太小,不适合出远门,但天真、固执的她坚持要独自去加州上学。1977年,他获得了化学工程的学士学位,并完成了非洲和美国黑人研究专业所需的全部课程。在斯坦福大学,她编排了一部名为“出自影子”(Out of the Shadows) 的音乐和舞蹈作品。她还积极参与参与黑人学生团体的活动并担任过学生组织的领袖。他回忆说,在斯坦福工学院读书能让她感受到黑人女性的歧视。有些教授只当她不存在。但她是一个具有年青人大无畏精神的女性。这种某种程度上的任性让她得到了很多好处。在她的一次采访中,她表示:她的“youthful arrogance”可能帮助了她。 1981年,杰米森获得了康奈尔医学院的医学博士学位,然后到洛杉矶当驻地实习医生。在学习期间,她到过古巴、肯尼亚和泰国去帮助那里的人民。她也没有忘记舞蹈,在家里办了一个舞蹈工作室并编导了一些现代爵士舞和非洲舞。 从1983年到1985年,她参加了美国政府成立的 和平队 ( Peace Corps ),负责在利比里亚和塞拉利昂的和平队中的志愿人员的健康。 1983年,当 萨莉·莱德 ( Sally Ride )在1983年成为了第一位进入太空的美国女宇航员后,杰米森意识到美国的宇航员大队已经向妇女打开了大门。她从小受到《星际旅行》深刻影响,特别是其中的扮演“进取号”上的总通讯官 乌瑚拉 ( Uhura )的黑人女演员 妮雪儿·尼柯斯 ( Nichelle Nichols )。 于 是她立即报了名。但是“挑战者”号航天飞机的意外灾难使得NASA暂停了航天飞机的活动。她也只好再等机会。1987年,NASA重新招募新宇航员。杰米森从两千多申请者中被选中,成为了15名候选宇航员中的一员。不可否认的是,她应该是受惠于她的黑人妇女双重身份。这个时候NASA的宇航大队已经开始向多族裔、多性别的方向发展。 杰米森在接受了NASA的培训后,又经过了一系列在地面上的发射辅助工作。一方面是为了等待她执行任务的机会,另一方面也是进一步让她熟悉发射工作的整体。这对所有刚毕业的宇航员都是如此。 杰米森只执行过一次飞行任务,即1992年9月12日到20日的STS-47航班。她是那次任务的专员。她是两个骨细胞研究实验的两位主要合作研究者之一。在那次任务中一共有43项实验。杰米森还对自己及其他六为宇航员的失重和乘晕做了试验。还有一个试验是诱导雌青蛙排卵,给卵子受精,然后观察蝌蚪在零重力下的发育情况。说到她在太空中看到了什么,她特别高兴地说是芝加哥。当时她正在工作。指令长突然把她叫到驾驶舱去。那个时刻令她激动,因为她是在那里长大的,她在那里总是仰望星空并坚信自己会去太空。这个梦想终 于 实现了。 由 于 她对舞蹈的热爱,杰米森带了一张“阿尔文艾利美国舞蹈剧院”(Alvin Ailey American Dance Theater) 的宣传画上航天飞机。一般人都看不到科学与舞蹈之间有什么联系,但她认为:这两者都是人们必须彼此分享的无限创意的表现。杰米森还带了一些西非国家的小型艺术品,以显示太空属 于 所有的国家。另外,她还带了一张首位美国非裔女飞行员贝西·科尔曼 ( Bessie Coleman ) 的照片。 1993年3月,杰米森突然从NASA辞职。她的解释是:因为她对社会科学与技术的互动非常感兴趣。显然她认为NASA不能满足她这样的追求。其实她在NASA的六年里,真正在太空中与社会科学分离只有八天。由 于 人们对宇航员的崇敬和NASA注重宣传,宇航员有很多很多机会与大众接触。NASA训练宇航员的负责人 霍默·希卡姆 ( Homer Hadley Hickam, Jr )后来对此表达了遗憾:“NASA花了很多钱训练她; 她显然还是一个有色人种的女性。”而杰米森对她是第一位美国黑人女性宇航员的历史地位并不感兴趣。“即使前面已经有了两千人我也不在乎。”NASA官方没有表态。NASA的Youtube频道上没有对她的宣传。 离开NASA后,杰米森创建了自己的公司“杰米森集团”(Jemison Group),以此进行从事研究、市场和日常生活的科技开发。她成立了一个以她母亲命名的基金会“多萝西·杰米森卓越基金会”(Dorothy Jemison Foundation for Excellence)。基金会的一个重要项目是“我们分享的地球”(The Earth We Share)。1999年,她创建了“BioSentient公司”并得到了NASA的慷慨资助。 由 于 她的丰富经历,杰米森获得了一系列奖励,仅荣誉博士学位就有九个。但似乎NASA没有给她任何奖励。从1995年到2002年,她是达特茅斯学院环境科学研究的教授。现在她是康奈尔大学的“Professor-at-Large”。我不知道怎么翻译这个职位,但纵观她的一生,她追求过舞蹈、医疗、化工、航天、社科等多领域,感觉这样一个称谓可以算是对她的一个总结吧。 这是笔者【NASA人的故事】系列中的一篇。请到 这里 继续阅读。
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第一位飞入太空的美国非裔宇航员圭恩·布鲁福德
热度 1 jiangxun 2018-4-5 00:27
作者:蒋迅 前面我们说过,美国在1960年代曾经有过两次机会培养出黑人宇航员。不幸的是, 罗伯特·劳伦斯 因飞行事故而身亡, 艾德华·德怀特 则因政治原因被迫离开。其结果就是,世界上第一位真正升入太空的宇航员让给了古巴的阿纳尔多·塔马约·门德斯 ( Arnaldo Tamayo Mendez )。他在1980年乘坐 联盟号宇宙飞船 进入太空。美国真正送黑人宇航员进入太空是在1983年。他就是圭恩·布鲁福德博士。 圭恩·布鲁福德 ( Guion Bluford ) 1944年11月22日,布鲁福德出生在费城。他的母亲是一位特殊教育的教师,父亲是一位机械工程师。他有三个兄弟。父母对他们严格要求,希望他们长大后有所作为。1960年高中毕业后进入宾州州立大学学习。四年后获得航空工然b的学士学位。大学毕业后,他接受了空军驾驶员的训练并于1966年1月毕业。他被派往越南参加越战,参加了144次战役。1967年,他被派回美国任飞行教官。1971年,他参加了军官培训,后返回学校任行动副指挥官的执行官员及飞行学校秘书长。1972年,他进入美国空军技术学院学习。两年后获得硕士学位。毕业后被派到空军飞行动力实验室任工程师。后升任部门副主任和主任。在那里写出多篇流体力学的科学论文和报告。他一共积累了5200小时战斗机飞行时间和1300小时的教练飞行时间。 布鲁福德在接受体检 但是他在这时候遇到了一点麻烦。按照空军的规定,他必须在18年的服务期里飞行九年才能得到相应的工资,而到1977年,他只完成了六年的飞行。于是他开始找工作。就在这个时候,他看到了NASA的一则招募任务专家宇航员的广告。这个工作真的可以说是一箭双雕:既能完成空军的要求,又能上太空中施展才华。他毫不犹豫地递交了申请。 由 于 这是NASA在停顿了十年后恢复招收宇航员,而且这是第一次招收有色人种及女性,也不再限制在飞行员中,所以那年申请人特别多,也引起了媒体的广泛注意。仅空军中就有一千多人申请。最后空军筛选出大约一百人供NASA挑选。1977年10月,布鲁福德从数千申请者中脱颖而出,得到了面试机会。1978年1月,NASA宣布他和其他34人被选为宇航员候选人。他必须在7月到休士顿报导接受培训。 这时候出了一点小插曲:他当时正在攻读博士学位,而且计划在12月份答辩。现在他必须提前到六月答辩。到六月底,他把刚刚完成的博士论文放到了他的资格委员会的办公桌上后就匆匆登上了赶赴休士顿的路上。就在他带着全家到达休士顿的第一个星期,他收到了空军技术学院的通知,他已经完成了博士学位的所有要求,已经被正式授予博士学位。幸福来的太突然。 1979年8月,在培训完成之后,他成为了一名NASA宇航员。那年,NASA招收了三位非裔宇航员,其中包括在“挑战者”事故中牺牲的 罗纳德·麦克内尔 ( Ronald Erwin McNair )和一度担任NASA副局长的 弗雷德里克·德鲁·格里高利 ( Frederick D. Gregory )。 1978年5月,布鲁福德与另两位宇航员候选人身穿阿波罗宇航服 在等待他的飞行任务时,他参与了国际空间站的遥控操作系统、空间实验室系统和实验、航天飞机的系统、搭栽安全问题以及航天飞机航空电子综合实验室(SAIL)飞行软件的验证。他一共执行了四次航天飞机的飞行任务。 布鲁福德在航天飞机的跑步机上 布鲁福德执行的第一次任务是作为任务专家乘坐“挑战者”号航天飞机第 STS-8 次航班。1983年8月30日夜里,航天飞机从肯尼迪发射中心起飞。发射时间是凌晨2点32分。由 于 有第一位非裔宇航员,所以这次发射吸引了大量的观众。三位非裔宇航员都知道,他们三人中将有一位成为这样一位历史人物。但最后NASA选择了布鲁福德,因为他具有飞行和工程师的双重经历。这是航天飞机开始服役后的第八次飞行,所以仍然是处 于 试验阶段。升空的过程中,布鲁福德表现得异常轻松。宇航员们都听到有人一直在发出笑声。在仔细辨别之后,他们发现是布鲁福德。他实在是太享受了。航天飞机在成功执行了一系列发放卫星和科学实验等任务后,航天飞机于9月5日夜里在艾德华空军基地安全降落。这是航天飞机第一次在夜里发射和着陆。在这次任务后,他成了家喻户晓的人物。而他也意识到了自己身兼榜样的责任。他说:“我要做出表率,做出优异成绩,让人们都能融洽地与非裔合作。 布鲁福德和荷兰宇航员乌波·欧克斯( Wubbo Ockels )在做实验。 两年后,布鲁福德执行的第二次任务还是作为任务专家,还是乘坐“挑战者”号航天飞机第 STS-61-A 次航班。由 于 这是专为德国执行的太空实验室任务,这次飞行是航天飞机第一次乘坐八位宇航员,其中包括三位欧洲宇航员;也是第一次由外国人负责调动搭载物品。他们进行了流体物理,材料处理,生命科学和导航等共76项科学实验。布鲁福德的主要任务则是释放卫星和进行空军的一些保密实验。经过169小时的飞行,“挑战者”号航天飞机于1985年11月6日再次平安降落在艾德华空军基地。 布鲁福德的第三次是乘坐“发现者”号航天飞机于1991年4月28日执行的第 STS-39 次任务。他的第四次,也是最后一次是乘坐“发现者”号航天飞机于1992年12月2日执行的第 STS-53 次任务。在四次飞行中,布鲁福德积累了688小时的太空停留时间。 布鲁福德于1993年从NASA和空军退役,转入航空航天工业界。1997年他入选国际空间名人堂,在2010年又入选美国航天员名人堂。他曾经获得了许多许多奖赏,但最重要的无疑是“第一位飞入太空的非裔美国人”这个无冕称号。 这是笔者【NASA人的故事】系列中的一篇。请到 这里 继续阅读
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称霸社交网络的PS,同样也没放过浩瀚宇宙
热度 1 beckzl 2017-11-4 22:48
  12000年前,西班牙北部旧石器时代的古人类在洞穴中画下了精美的岩画。   这些画作记录了他们的狩猎场景,三位猎人身姿矫健,或弓步或跳跃,甚至三箭齐射。   今天我们知道三箭齐射这样玄妙的操作只存在于小说和表演当中。   人们早就已经不满足于只在现实中装扮自己。   自图像记录技术诞生以来,无论是绘画还是摄影,人们都追求超越现实的美好,不免得让人怀疑当中的真假虚实。   光绪年间,年过七旬的慈禧太后赶着封建王朝的尾巴,靠着高超的修图技术做了一个少女梦。   她脸上原本的皱纹、眼袋被悉数磨去,连鼻翼都没能幸免。    摄影技术从记录真实一度成为了展现美好的手段 ,无论是明星演员的各种美照,甚至是华南虎、UFO等所谓的大发现。   真假早已不是表面上看起来那么简单。   幸好,我们还有科学这一片净土,不是吗?    ____________   1946年,美国用从德国掳来的终极黑科技V2火箭进行了一次前卫的太空实验。   V2火箭在新墨西哥州的白沙导弹试验场发射升空,到达了104千米的极限高度,摸到了太空的边缘。    在那里,火箭所搭载的35mm相机拍下人类第一张太空照片,一张还难以辨出弧度的地球照片。   自那以后,V2火箭多次承担起了太空摄像师的艰巨任务。   所拍的照片经过拼接后,成为了作为地圆说最有力的证据,人们觉得这种实事求是的态度就是科学。   随着技术的进步以及大众科学素养的提高,科学以照片或视频这样的影像形式走进了千家万户。   我们早已习惯相信那些刊登在报纸杂志甚至学术期刊上的科学照片,因为我们认为 “科学即真实” 。   20世纪90年代,NASA斥巨资制造了世界第一台空间望远镜,由“发现者”号航天飞机送入太空。   5年之后,这架还用着磁带储存信息的 哈勃望远镜 传回了令人惊叹的照片。   这是位于天鹰星云内部的柱状气体尘埃。   它看起来是那么震撼,那么美丽,就像是紫霞仙子心中盖世英雄踩着的七色云彩一般。   这幅经典的照片当然成为了哈勃望远镜最经典的作品之一,也成为了无数人对宇宙对星河最原始的认知。 哈勃望远镜    科学的进步甚至改变了宗教的修行方式。   有人在描述自己冥想时的体验时说道:“我想象自己脱离了引力飞向太空,在星际间穿梭,宇宙绚烂的景象与我的色彩感官相接,唤起了我对浩瀚星辰最原始的渴望。”    但很可惜,人类对用PS创造的宇宙是不会产生任何原始渴望的。    没错,即便是出自NASA这个最权威最前沿机构的科学照片也同样披着重重的PS装甲。   95年拍摄的这张“创生之柱”原始照片实际上看起来相当暗淡。   经过拼接、叠加、上色、美化之后才诞生了一张无与伦比的绚烂星云照片,流程颇有时尚杂志封面制作的感觉。 创生之柱原始图像   无独有偶,浩瀚的宇宙远没有我们从照片中看来得绚丽,微观世界同样充满单调与枯燥。   在2015年安徽省的语文高考作文题中,想象力丰富的语文题组老师给出了这样一段材料:   活动期间,科研人员特地设计了一个有趣的实验,让同学们亲手操作扫描式电子显微镜,观察蝴蝶的翅膀。    通过这台可以看清纳米尺度物体三维结构的显微镜,同学们惊奇地发现:原本色彩斑斓的蝴蝶翅膀竟然失去了色彩,显现出奇妙的凹凸不平的结构。   原来,蝴蝶的翅膀本是无色的,只是因为具有特殊的微观结构,才会在光线的照射下呈现出缤纷的色彩....。      看起来是一个富有寓意的短科普,但实际上这段小材料却是个十足的笑话。   电子显微镜由于成像原理的关系,并非可见光成像,而是电子束成像,只能记录黑白的灰度信息。   就算是把颜料放在电子显微镜下也一样没有任何的色彩。    我们常常看见的那些色彩分明的超小尺度显微照片实际上与NASA的宇宙图片一样,都经过了不同程度的处理。          为什么这些与用做科研的资料照片不直接采用原始图片?这难道不会与实事求是的科学精神相冲突吗?   原因很简单,这些色彩丰富的照片不仅仅提升了大众的观感,也提升了科研人员的观感。   我们常常以为我们双眼看见的世界就是真实的世界,俗话也有“眼见为实”的说法。   可实际上,人类的眼睛是为了我们生活和生存而进化的,它在身体的发育过程中花费大量的能量。   因此我们不可能将眼睛打造为一个完美的全覆盖式感受器,它所能感受到的信息一定是与生存息息相关的。      今天我们知道,人类的眼睛选择了3种基础颜色视细胞,他们齐心合力便能辨别出千上万种的颜色。   实际上说得直白点,我们看到的不过是不同波长的电磁波,颜色只是在人脑中区分他们的标签而已。       我们进化出了对波长高度敏感的能力,也牺牲了对灰度等级的辨别能力。    相比于上万种的可辨色彩,只有二十几种的可辨灰度就显得十分孱弱了。   因此,我们在夜间光线不足无法辨别颜色的条件下视力会变得很差。   同理,我们对黑白照片的辨别能力也远没有对彩色照片来得强。 灰度图像难以辨清细节   对于像是电子显微镜这样只能记录灰度信息的设备,即便它能记录上千个灰度等级,我们的眼睛还是无法辨别。   这就需要特殊的方法来处理, 伪彩色处理 便是一个最典型的方法。   简单来说,伪彩色处理就是将颜色按照一定的规则映射到原本的灰度上。   如此变化后,我们的分辨力从二十几种瞬间提升到了近万种。 采用伪彩色处理后的图像显然更加直观   然而我们引以为傲的颜色辨别能力放在地球自然光谱中,就显得非常可怜。   即便是相机的底片都比我们的眼睛能记录更多更广的光线信息。   1895年,伦琴就是通过一个荧光屏的异常闪光才发现了与可见光同为电磁波的X射线。    为了照顾人眼可怜的能力,即便是发明出了能力超强的电子感光原件,我们也不得不将它的视野“禁锢”在可见光的范围之内。   一般的做法是用三色滤光片分离出人眼可见的所谓的“三原光”——红绿蓝。   经过滤光片后,感光元件便能记录这一种颜色的强度,用灰度信息记录。   三种颜色的光分别由单独的像点记录,每四个像点构成一组,由红色、蓝色像点各一个,绿色像点两个。   一组像点所记录的灰度信息按照颜色复原,最终再合成为一个包含红绿蓝三种颜色的彩色像素点。   正是因为这样的原理,让我们误以为相机拍下的照片只要不经过人为修改都是接近人眼看到的,是真实的。   相机的这种“人眼视觉”在地球上都不足以应付各种科研工作,更何况环境更复杂的宇宙。   哈勃望远镜的诞生为的也正式脱离大气层,接受最纯粹的宇宙射线、电磁波。   2015年,即将退休的哈勃望远镜重访天鹰星云的创生之柱,不仅拍下了比20年前更加清晰的照片,也展示了宇宙照片的制作过程。   科学家先用哈勃望远镜上的四片式CCD拍下连续三张灰度照片,对其进行多帧合成处理,去除随机噪点、增加对比度。   之后再才用滤光片分别记录氧、氢、硫所对应的光谱信息,将三组信息作为红蓝绿三色分别渲染。   三色叠加后再进行常规意义上的处理,加阴影、加饱和度等一系列修图手段。   一张绚烂多姿,符合人眼审美的“创生之柱”就完成了。   但实际上照片对应的颜色并不是真实的色彩,就算真的能飞跃星际也看不到这样的景象。   对于更加纯粹的科研照片,哈勃甚至会完全采用非可见光段成像,因为许多天体所发出的光亮并非可见光。 红外光下的可视化“创生之柱”   我们追求真实,抨击作假,不仅仅对日常生活指指点点,甚至对学术界也抱有质疑。   按理来说质疑是我们前进的动力之一,应当鼓励。   可我们以什么来区分真实与虚假?   是凭“眼见为实,耳听为虚”的俗语?还是凭人为修改留下的蛛丝马迹? 我们以为的真实星球不过是个锅底   可悲的是我们并不知道我们双眼之外的世界,我们必须依靠科学技术才得以继续探索。   谁都不知道我们是不是那个泡在缸中只会接受虚假信息的孤独大脑。    *参考资料   Dan Kedmey. Gallery: The art and science ofspace photography. TED. Nov 19, 2015.   李丽洁. 科学可视化中的伪彩色技术研究 .哈尔滨工程大学,2006.   姚骏恩. 电子显微镜的现状与展望 . 电子显微学报,1998,(06):81-90.   Seth Borenstein,胡溦. 哈勃望远镜:从宇宙笑柄到太空宝眼 . 英语文摘,2009,(07):41-43.   陆家训. 哈勃望远镜能看到什么? . 世界科学,1994,(03):4-5.
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[转载]NASA: let's say something to Voyager 1 ...
zhpd55 2017-8-16 18:07
NASA: let's say something to Voyager 1 on 40th anniversary of launch August 15, 2017 NASA says Voyager 1 was the first spacecraft to detect lightning on a planet other than Earth - Jupiter NASA is seeking suggestions from the public for a message to beam far, far out into space to the probe Voyager 1 in time for the 40th anniversary of its launch. The US space agency wants input via Twitter, Instagram, Facebook and other social media , and the public will vote on what short message we on earth should send to the intrepid, overachieving little space traveler. NASA said on its website that people have until August 15 to make submissions of a maximum of 60 characters. NASA, its Jet Propulsion Laboratory and the Voyager team will cull them, and the public will vote to pick the winner to send toward Voyager 1 on September 5. That probe is now almost 13 billion miles from Earth. It is the most distant human-made object ever. And it is the first spacecraft to enter what is known as interstellar space. NASA defines this as beginning where the sun's flow of material and its magnetic field stop affecting its surroundings. Voyager 1 was launched on September 5, 1977, and a sister ship, Voyager 2, actually went up about two weeks earlier. Both traveled on Titan-Centaur rockets. The mission of both was study the solar system's giant, gaseous outer planets: Jupiter, Saturn, Uranus and Neptune. Saturn and its main rings as seen in this NASA photo are among the wonders visited as part of the Voyager space probe missions Voyager 2 went up first because its trajectory was a longer, slower one. It is now almost 11 billion miles from home. The resumes of both on a project that was never designed to last so long or reap so much treasure are simply eye-popping. For instance, NASA says Voyager 1 was the first spacecraft to detect lightning on a planet other than Earth. It was on Jupiter. And both Voyagers found suggestions of an ocean beyond Earth. This was on Jupiter's moon Europa. The list of other achievements is long. Explore further: Voyager spacecraft still reaching for the stars and setting records after 40 years
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[转载]NASA开设公共网上图书馆
if229 2017-4-5 09:51
NASA开设公共网上图书馆 可从太空俯瞰非洲 【观察者网 综合报道】中新网4月1日转引外媒报道,近日,NASA(美国国家航空航天局)开启了一个新的公共网上图书馆,通过图片、视频和音频,向公众展示非洲大陆的风貌。(网址: https://images.nasa.gov) 截图如下: 通过NASA拍摄的航拍照片,人们可以从独特的角度观赏非洲的山川河流,或是历史建筑。同时,浏览者还可以查看关于这些资料的其他信息,比如图片拍摄的时间、地点。 zz:: http://news.sohu.com/20170404/n486431216.shtml 2017-04-04
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RS: algorithm description for NASA ocean color products
haibaraxx 2016-12-16 18:15
The Ocean Biology Processing Group (OBPG) produces and distributes a standard suite of ocean color products for all compatible sensors at Level-2 and Level-3, plus sea surface temperature (SST) products from MODIS. The OBPG also produces a suite of Level-3 evaluation products. Descriptions and references for these standard and evaluation products are provided on http://oceancolor.gsfc.nasa.gov/cms/atbd .
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以现有的技术人类根本飞不到半人马座
热度 3 jiangming800403 2016-8-27 11:32
mafanshuibao 2016-8-2710:50 就美国目前的航天发展态势来看,今后的航天主力军很可能不再是NASA,而是众多的私人公司。航天将成为一个巨大的市场,短视的人可能看不到这一点。川普支不支持NASA远征,可能他说了不算,他现在的所有表态都是为了选票,假如当选了,执行什么政策还是要看多方博弈的结果。从历史经验上看,美国人民是不会甘于人后的,即使曾经暂时落后于苏联,但很快就赶上并超越,并至今领先。你说人家可能把土星火箭和阿波罗飞船的图纸都销毁了,我只能说你想象力太丰富了,并且极度幽默。 博主回复(2016-8-2711:30) : 不仅是图纸(存在即具有泄密的可能),F14以及F117的铸件和生产线可能已经不复存在了,所以美国海军航空兵的主力飞机只剩下了A/F18。不过A/F在汉语里不好翻译不管是强歼还是歼强都容易引起误解。 博主回复(2016-8-2711:25) : 以现有的火箭技术,人类是根本不可能飞到半人马座的。解决这一问题不是工程师和私营公司,而是不知道几位的爱因斯坦和几百年的时间。
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特朗普总统会支持NASA的远航计划吗?
热度 1 jiangming800403 2016-8-27 10:11
博主回复(2016-8-2623:14):在喷气推进领域,半个世纪以来并没有革命性的进步 ============================== life110 2016-8-2703:24 美国正在开发SpaceLaunchSystem(SLS)发射火箭,可以运送70吨-150吨载荷进入地球轨道,比土星5的48吨-140吨的载荷更大。 SLS将在2018年进行首次发射。将用于火星登陆,登陆月球是小菜一碟。 博主回复(2016-8-2709:58) : 阿波罗计划时候,时任总统的尼克松发表演说,我们精确的登陆月球,地球上却陷入混乱。即使希拉里可以成为拯救美利坚全球帝国的最后一位白衣骑士,但以特拉普为代表的民粹派力量在美国政治中的作用会越来越大。特朗普总统会支持NASA的远航计划吗? 博主回复(2016-8-2709:54) : 科幻电影《火星救援》中最后发挥了关键作用的是中国航天的“太阳神”火箭(其实阿波罗就是太阳神,中国火箭英文一直是LONGMARCHxx) life110 2016-8-2704:45 美国人可以回收发射后的火箭了。 博主回复(2016-8-2709:52) : 美国已经发射过可以反复入轨的载人航天器,但是航天飞机退役后,美国暂时失去了空地往返能力,不得已借助俄罗斯的质子火箭和联盟/进步飞船
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特朗普会支持Google的alphaGO吗
热度 1 jiangming800403 2016-5-6 18:02
2016年美国大选大概已经成为希拉里与特朗普之间的战斗。共和党即使发动党内政变,也不可能阻挡特朗普在通向白宫的路上继续前进。 希拉里 ·黛安·罗德姆· 克林顿 (Hillary Diane Rodham Clinton,1947年10月26日-)是捍卫美利坚全球帝国的最后一位骑士。但是特朗普当选总统也并非不可能。 但是,特朗普总统会支持Google的alphaGO吗?还有NASA的可反复入轨航天器。
个人分类: 国际观察|1829 次阅读|1 个评论
NASA的SMAP卫星数据简介
YF2015 2016-5-5 21:07
数据产品 原网页:http://smap.jpl.nasa.gov/data/ SMAP 基线科学数据产品如下表所示。 这些数据产品通过美国国家航空航天局选定的两个数据中心, 阿拉斯加卫星设施 (ASF) 国家冰雪数据中心 (NSIDC),于公开是由可用。 ASF 从事合成孔径雷达数据和 NISDC 主要从事冰冻圈科学与土地微波数据。 水平 1 雷达数据 ︰ ASF DAAC 级 1 TB 和水平 2-4 产品 ︰ NSIDC DAAC 表 1 # 在外 70%的行迹。 * * SMAP 项目会尽最大努力减少数据延迟超过此表中所示。 * 产品直接解决特派团 L1 科学要求。 产品信息 校准水平 1B 和 1 C 数据产品和地理定位仪测量的表面的雷达后向散射截面和亮度温度。 2 级产品是地球物理反演土壤水分对固定地球网格环境下基于水平 1 产品和辅助信息; 级别 2 产品的输出在半轨道的基础上。 3 级产品是日常复合材料的水平 2 表层土壤水分和冻融状态数据。 4 级产品是模型导出的增值数据产品的表面和根区土壤水分和碳净生态系统交换支持 SMAP 的关键应用程序和更直接地解决驾驶的科学问题。 总数,特派团 SMAP 将生成 15 分发数据产品代表着四个级别的数据处理。 1 级产品包含仪器相关的数据,显示在基于半的 SMAP 卫星轨道的颗粒。 Northernmost 和基韦斯特的轨道位置划成半轨道。 2 级产品包含从地球物理反演,基于仪表数据,也会出现在半轨道颗粒的输出。 3 级产品一整天的 UTC 是级别 2 地球物理反演的每日全球复合材料。 4 级产品包含从地球物理模型,利用 SMAP 数据的输出。 有三个,从雷达和辐射计数据流所产生的 L2 土壤水分产品。 L2_SM_A 是一种高分辨率研究质量土壤水分产品,主要基于雷达测量和张贴在 3 公里 L2_SM_P 是土壤水分来自辐射计亮度温度测量和张贴在 36 公里 L2_SM_AP 是活跃和组合产生土壤水分的被动 (雷达和辐射计) 产品估计在分辨率为 9 公里。 只有雷达土壤水分 (L2_SM_A) 是精细分辨率 (3 公里) 土壤水分估计从高分辨率雷达后向散射数据 (L1C_S0_HiRes)。 尽管 L2_SM_A 数据产品不太可能要尽可能准确的 L2_SM_P 和 L2_SM_AP 的产品,但是它会产生有用的土壤水分信息在更高的空间分辨率。 L2_SM_A 生产雷达后向散射值及其处理早期阶段聚合到 3 公里。 此数据集,以及从雷达数据,生成的水的身体和冻融标志是可用在数据处理过程中对其他产品进行作为输入。 结合的雷达/辐射计土壤水分产品 L2_SM_AP 9 公里平等地区可扩展地球-2 (EASE2) 在网格上 是嵌套一贯与被其他 SMAP 产品所使用的 36 公里和 3 公里网格过帐。 它使用两个高分辨率雷达后向散射网格在 3 公里和辐射计亮度温度数据网格在 36 公里 L2_SM_AP 结合两个数据流以产生分类的亮度温度张贴在 9 公里。 用来估计土壤水分从分类 9 公里亮度温度的检索算法作为 L2_SM_P 仅辐射计土壤水分产品使用相同的方法。 辅助数据输入和执行 L2_SM_AP 可能不同于所使用的 L2_SM_P 在 9 和 36 公里的空间分辨率差异性。 L3_FT_A,唯一的 SMAP 冻结/解冻产品,包括日常的复合材料的北方土地区域北部 45N 纬度输出在 3 公里的极地 EASE2 网格上的景观冻融状态。 它来源于高分辨率雷达数据 (L1C_S0_HiRes 半-轨道) 使用 (降序) 的 AM 和 PM (升序) 天桥。 L1C_S0_HiRes AM 数据也将被用来在 L2/3_SM 产品算法生成供使用的冷冻/解冻二进制状态标志。 SMAP 测量提供直接遥感土壤水分的 5 厘米的土柱顶。 然而,几个关键的应用程序有针对性的由 SMAP 需要根区土壤水分的顶部 1 米的土柱,不直接测定 SMAP 的知识。 作为其基线使命的一部分,SMAP 项目将产生模型派生增值水平 4 数据产品来填补这一空白,并提供估计的根区土壤水分,通知并与 SMAP 表面观测相一致。 这种估计数被通过合并 SMAP 观测与陆面过程模式的估计数据同化系统中。 土地表面模型组件的同化系统是基于观测的气象强迫数据驱动,包括降水,是土壤水分的最重要驱动程序。 该模型还封装关键陆面过程,包括土壤水分垂直换乘表面和根区储层的知识。 最后,模型内插和推断 SMAP 意见在时间和空间,生产 3 小时估计土壤水分在分辨率为 9 公里。 SMAP L4_SM 产品从而提供全面和一致的图片的陆面水文状况基于 SMAP 观察和从各种来源的补充信息。 L4_C 算法利用日常的土壤水分和温度输入与附属的土地覆盖分类和植被总初级生产力 (GPP) 输入来计算净生态系统交换 (NEE) 与大气中的二氧化碳在全球植物茂生的土地地区 (尤其是在北方地区 45N 北纬)。 碳 NEE 是平衡的植被碳吸收和碳损失通过自养和异养呼吸之间的根本措施。 表 1 指定 SMAP 基线数据产品的几个重要的特点。 其中包括 ︰ 产品短名称 — — 这些名称提供一种速记方法来区分不同的产品 非常简短的产品描述 – 附加 SMAP 项目文件提供规格齐全的格式和内容的每个数据产品; SMAP DAACs 将这些文件提供给用户社区 产品空间分辨率或网格过帐 — — 该决议一些水平 1 产品基于大小的瞬时视场 (瞬时视场) 的雷达或辐射计的仪器,而高级别产品的决议基于所选的网格间距 产品延迟到用户社区 — — 延迟措施采集的数据产品的第一个元素和产品为可用的时间之间的时间用在 SMAP 数据中心之一。 虽然在表 2 中列出的延迟由项目用于构建数据处理系统,SMAP 项目将尽全力尽可能早点,交货产品 科学算法 SMAP 科学数据产品会在使用科学算法软件科学数据系统生产系统上生成。 科学软件基于算法的 算法理论基础文件 (ATBDs) 所述的每个产品 . 数据产品可用性和延迟 SMAP 数据管理被受美国国家航空航天局的地球科学数据政策 (1991 年)。 美国国家航空航天局已执行政策、 做法和地球科学任务用来遵守的政策原则的命名法。 美国国家航空航天局地球科学数据政策 产品延迟到用户社区是测量仪表数据由天文台的观测采集之间的时间间隔和时间的产品是提供给公众在 SMAP 数据中心。 向科学团队和社会提供数据产品的 SMAP 数据延迟要求是 ︰ 1 级产品 (12 小时内采集的) (24 小时内采集) 级 2 个产品 (50 小时内采集) 级 3 个产品 级别 4 产品 (7 天之内为土壤水分和碳净生态系统交换 14 天) 数据级别的定义 SMAP 数据级别的定义按照 美国国家航空航天局地球观测系统数据和信息系统 (EOSDIS) 的标准术语 . 数据成熟度级别 描述 特派团 SMAP 将使科学数据产品提供给公众通过两个指定的美国国家航空航天局地球科学数据中心,阿拉斯加卫星设施 (为级别 1 雷达产品) 和国家冰雪数据中心 (对于所有其他产品)。 SMAP 将协调与数据中心的数据产品版本的发布,并将确保完整性和准确性的数据产品质量控制信息和验证状态。 将校准和验证 (Cal/Val) 阶段期间将按照 90 天后发射科学使命轨道调试 (国际奥委会) 阶段。 Cal/Val 阶段的期间是级别 1 个产品 6 个月和 12 个月为级别 2 通过水平 4 产品。 最初的beta释放水平 1 产品将在 3 个月后国际奥委会举行。 2 级水平 4 beta 产品会在 6 个月后国际奥委会公布。 Cal/Val 阶段结束时的目标是为数据产品,达到了验证的水平。 继最初的 beta 测试版本中的数据到数据中心,后续版本将遵循数据产品表 (见上图) 所示的延迟。 延迟时间被指由 SMAP 天文台的数据采集和数据的传输到数据中心之间的正常操作条件下的平均时间。 从 SMAP 手册详细的产品信息可通过下面的链接 ︰ 土壤水分数据产品 增值 L4_SM 土壤水分产品 碳循环数据产品 科学数据系统 SMAP 科学数据系统 (SDS) 处理雷达和辐射计仪器数据下载从 SMAP 天文台到 科学数据产品 提供给科学界研究和应用。 SDS 被旨在处理和分发数据产品及时按要求以满足任务目标。 SDS 的体育设施包括计算机硬件致力于业务数据生产以及用于硬件由 SMAP 科学算法开发团队,以提高算法的精度和性能。 SMAP 科学数据系统的体系结构和数据流动 关键的 SDS 业务职能如下 ︰ 摄取仪器和辅助数据通过水平 4 科学数据产品生成级别 1。 校准和验证的科学数据产品支持 给项目,科学,和飞行工程团队提供数据访问 再生科学数据产品采用精化的算法 管理并使可用的验证的产品走向 SMAP 数据中心 维护的 SDS 生产和测试平台系统 科学数据系统主要位于 喷气推进实验室 (JPL) 在帕萨迪纳,加利福尼亚州。 喷气推进实验室负责实施的软件生成水平 1 雷达仪器数据产品和级别 2 和级别 3 的地球物理数据产品。 戈达德太空飞行中心 (GSFC) 在马里兰州房屋组件的 SDS 和负责执行软件生成水平 4 地球物理数据产品。 共同开发水平 1 辐射计仪器数据产品,由喷气推进实验室和 GSFC。 土壤水分主动/被动 (SMAP) 科学数据系统 (SDS) 为科学算法开发团队 (ADT) 和 CalVal 团队提供了两种环境。 SDS 实验平台,和离线算法分期和输入的系统 (OASIS)。 SDS 测试平台是一个完整的开发环境,并作为一个集中式的设施,以鼓励跨多个项目元素的工具和数据共享。 测试平台促进 SMAP 科学团队、 算法开发团队,CalVal 团队和 SDS 团队之间密切和正在进行的合作。 这个平台支持算法软件开发和增强功能,以及房屋研究和分析的工具,评估当前输出产品,为算法修正和改进提供了见解。 第二个环境,脱机算法分期和输入系统 (OASIS) 是 SDS 生产系统生成大量的评价产品灵活独立实例。 绿洲用于中等规模后处理数据与更新算法。 所有数据流都都受控制的本地软件和目录。 它包括自己单独和独立的生活的使命存储,这镜像到 cal/val 分析的研究与分析系统。 绿洲提供快速转型的产品,从新的或者增强算法和可以处理 45 天的水平 1 雷达产品在七 7 天使用 30 个节点,并且可以处理五 5 个月的级别 2 和级别 3 的数据在七 7 处理天使用 13 节点。 SDS 测试平台 验证数据集集合 测试平台目前承载超过 100 Gb 的数据,验证 SMAP 特派团输出。 这些数据集的来源包括原位,机载、 星载仪器。 测试平台承载从特派团欧洲土壤水分海洋盐度 (SMOS) 用于 SMAP 算法开发和验证的数据集合。 数据仿真 数据仿真软件生成模拟的 SMAP 辐射计亮度温度和合成孔径雷达 (SAR) 后向散射截面基于预计算地球物理参数的字段。 检索算法软件然后使用模拟的传感器数据来生成模拟的级别 2 和级别 3 地球物理数据产品。 这些模拟覆盖区域以及全球的域。 许多目前在使用模拟基于测量获得连续 48 美国上空。 检索到的土壤水分基于模拟的主动雷达和被动辐射计数据三个航天器大片。 SMAP 测试平台设施承载模拟、 检索和产生该输出的演示文稿工具。 算法的发展 SMAP 团队员工测试平台,执行和评估替代算法。 基于雷达数据、 辐射计数据,并结合的雷达/辐射计数据的土壤水分反演算法的几个原型正在取得进展。 当前版本的这些算法可以摄取模拟的数据集,以及字段验证运动中收集到的数据。 数据处理 处理所需的多个辅助数据集驻留在测试平台上。 输出数据产品转换为 SMAP 将用于分布式的数据产品 HDF5 标准格式。 包含在标准 HDF5 的模拟的 SMAP 数据产品 模型数据集将可向潜在用户在软件发展阶段的早期。 这种设计的痕迹仪器记录和由仪器数据转换成地球物理数量的算法建模的物理过程。 SMAP 科学家计划组件生成每个绘图的物理过程,在这个平台,并使用这些组件来模拟数据和测试检索算法。 分布门户 测试平台体系结构目前包括分布门户的测试版本。 门户网站在这个平台提供了访问驻留 SMAP 数据产品的一个子集。 当前访问门户的权限仅限于 SMAP 科学团队的成员。 随着时间的推移对门户的访问将扩大到选定的个人可以证明,他们可以有效利用 SMAP 数据产品数据系统执行过程中。 这些数据产品的研究社区早期分布将使开发的应用程序在发射之前雇用 SMAP 数据产品。
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计划飞行100天,NASA的COSI超压气球项目是如何进行飞行操作的?
spins 2016-5-4 22:35
COSI(T he Compton Spectrometer and Imager康普顿光谱成像仪)项目是一个球载的软伽马射线(0.2-10Mev)望远镜, 设计用来研究天体物理中原子能射线和伽马射线极化的来源。 COSI计划搭载NASA的超压气球飞行100天,目前已经完成了发放前的准备工作,正在新西兰的瓦纳卡等待一个合适的发放窗口。COSI团队会在博客,twitter以及facebook上实时更新最新的进展情况。本文翻译自COSI的博客,作者是brentm。 所谓 飞行操作 ,我们指的是在COSI超压气球飞行试验中进行监视和控制。 飞行操作对于飞行成功至关重要,是我们确认COSI在飞行中是否工作在最佳状态的 途径。得益于我们各种通信链路,我们可以在飞行过程中实时监视和控制COSI的方方面面。 监视COSI状态 在COSI发放之后,我们必须掌握它的工作状态。为了这个目的,我们开发了多个工具,来监控仪器设备的健康状态,以及在飞行过程中获取科学目标。 交互式实时监控 对于大多数实时,交互测试和监控,我们使用地面支持设备( Ground Support Equipment (GSE), ),这是个由Clio编写的客户端软件。本来我们希望有时间来编写一个独立的GSE软件,但是,实质上,它以一种易读的格式解码和显示了实时从COSI接收到的数据。它就像是COSI的仪表盘一样,告诉我们所有关于仪器的重要信息,了解它的工作状态。我们还可以通过表格查看之前的历史数据,从温度,到电压,以及GPS坐标,这是我们发现某种数据变化趋势的最好途径。 当COSI还在我们的视线内飞行时,我们可以通过L波段的高速数据链访问COSI,获取绝大多数的实时数据,我们盯住GSE软件上的数据确保一切运行顺畅。在视距飞行的末端,如果一切数据都显示稳定最好不过,因为一旦COSI飞离视距,将会用卫星链路进行通信,受限于通信速率,那时我们获取的诊断信息将不会那么快速全面。 自动实时监控 当GSE软件工作状态正佳,我们就不需要在飞行过程中一直盯着屏幕了,特别是这个飞行过程如果长达100天的话!我们在Clio的GSE软件的基础上编写了COSI监视软件,它会一直保持运行,如果任何一个从COSI发过来的数据看起来有异常,它将对我们发出警告。例如,如果有些设备过热(或过冷),它将自动发出警报。 目前我们的警告系统包括令人毛骨悚然的计算机化的声音,闪光灯,邮件提醒。当我们回到美国,一旦有任何异常,无论我们在哪,我们还会收到短信息告警。该系统,除了对可能的危险和失败进行告警,还可以提醒我们检测到了伽马射线暴,这是我们的科学目标之一。 Abby和Alan还为该系统设计了基于浏览器的版本WebGSE,可以在网页上显示最近仪器额健康快照。这是一个很好的工具,当我们无法快速达到安装GSE的计算机跟前的时候,可以很方便地通过网络查询仪器状态。 仪器 历史健康状态分析 除了了解当前仪器的状态,我们也可能想要了解历史信息。这时,飞行数据历史分析就派上用场了。我们可以在GSE软件上回放记录的历史数据,就像实时收到的数据一样在界面上显示。 然后,有些时候,我们不需要一个一个地看所有的数据,而是关心其中的一段。这超出了GSE软件的功能范围,于是我们设计了两个软件来实现此功能。首先WBGSE可以让我们选择需要显示的数据的历史区间。这个功能非常实用,我们可以在任何地方都可以快速地看到想要的数据。 另外,Clio和我编了个软件(见上图)可以将COSI下传的数据按照选择的日期和时间范围画出图标来。这将为查看COSI多小时甚至多天的图表提供很大便利。 控制COSI 与监视COSI同等重要的是控制它。使用我们的通信数据链,我们可以控制COSI的方方面面而不仅限于它的位置和方向(CSBF需要将太阳能电池板指向太阳以方便我们充电)。我们可以控制仪器设备的不同部分开关,通过软件改变一些设置,改变仪器的运行模式。我们可以通过GSE软件的命令接口来实现上述功能。 我们将盯紧COSI吊舱的热环境状态。虽然我们已经做了大量的测试和建模仿真,但是对我们的热力学模型最好的测试是飞行试验本身。我们可以监视吊舱内的组件的温度,如果有必要,就控制加热器的开关。可能需要几个昼夜的循环才能将我们的恒温控制器调到最合适的操作范围。 我们还可以控制开放端口的使用,在两种模式下切换,其一为自动发送尽可能多的数据,其二是我们可以登录上飞行计算机下载特殊的文件。 分析COSI的科学数据 除了监控COSI的健康,我们还可以运行Realta软件,这是一个实时分析软件,可以显示COSI在天空中看到的处理好的图像。
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看NASA长航时高空气球飞行用什么天基测控链路
热度 2 spins 2016-4-11 13:57
NASA的超长航时气球项目(ULDB)旨在打造飞行时间超过100天,有效载荷大于1吨的平流层飞行平台,在2015年,NASA完成了代号662NT气球的发放,气球从新西兰的瓦纳卡出发,经过32天的时间,横跨南美,绕过非洲,最后在澳大利亚降落,几乎完成了环球飞行。 要完成如此飞行壮举,测控链路是至关重要的一环,距离超过了10000公里,靠视距链路的接力肯定不合算,NASA一定也用了天基测控链路,具体是什么链路呢?在NASA公布的文献中没有看到具体描述,不过美国的科学家还是很开放的,经常在tweeter等社交媒体上发布工作照片,也许我们能通过这个渠道窥豹一斑。 This hi-tech mushroom gives PoGOLite high speed communications during flight . 来源是POGolite(The Polarised Gamma-ray Observer)项目的tweeter账号,这个高空气球项目是在2011年进行球载飞行试验的。 Grips( Gamma-Ray Imager/Polarimeter for Solar flares )项目在飞行过程中的照片,来自GRIPS项目的tweeter。该高空气球项目2016年1月底在南极洲麦克默多站发放,飞行11天。这张上面铱星(iridium)标识很清楚。 COSI ( Compton Spectrometer and Imager ) 项目的吊舱,正在进行户外测试。注意左上角的铱星天线!该项目预计2016年4月在新西兰的瓦纳卡发放,目标飞行时间100天以上。 COSI吊舱正在进行吊挂测试,注意左右两个COSI上面还有两套铱星系统?不过这个也合情合理,因为COSI项目计划飞行100天以上! 从上面几个图中我们可以确信这些飞行试验中都用到了铱星卫星通信系统,下面简单介绍一下铱星系统。 1、铱星系统简介: 卫星星座: 铱系统诞生于1998年,拥有一个几何结构独一无二的低轨地球(LEO)卫星网,并据此提供全球通信,覆盖范围包括一般地球同步卫星鞭长莫及的最边远极地地区。低轨卫星允许卫星移动电话或固定装置配备一个极小的外接天线便可通话,音质明亮清晰,没有较高轨卫星通信中常见的滞后和回音。铱星的卫星星座包含66颗工作卫星,组成六个轨道平面,它们分布在近地极轨道上距地球485英里(780公里)的上空,以16,832英里(27,070公里)时速,每100分钟围绕地球转一圈。卫星之间的间隔约2,800英里。星上采用先进的数据处理和交换技术,并通过星际链路在卫星间实现数据处理和交换、多波束天线。铱系统最显著的特点就是星际链路和极地轨道。星际链路从理论上保证了可以由一个关口站实现卫星通信接续的全部过程。 通信网络: 卫星星座布局确保地球上任何位置在任何时间至少被一颗卫星覆盖,每颗卫星与其他四颗卫星形成交叉链接—其中两颗在相同轨道平面上,另两颗在相邻平面上。卫星不必覆盖地面关口站,而是通过星际链路将通话信号传送到铱星关口站,关口站再将通话信号发送到地面电话和数据通信网络中。(如果通话是在铱星系统内两个电话之间进行,则不必通过关口站,而直接在卫星之间传送。)低轨卫星系统的低时延给铱系统提供良好的通信质量。 地面设施: 铱星商用关口站设在美国亚利桑那州,主要在卫星和地面通信网络之间提供中继连接。此关口站还承担管理铱星系统内部网络节点和链路的功能。铱星在美国弗吉尼亚州设有卫星网络运行中心,提供卫星网络的运行控制和支持服务,并在亚利桑那州设有备用支持中心,公司还在全球四个战略位置上部署了遥测跟踪控制站。铱星系统在L频段(1616~1626.5MHz)上传送卫星语音和数据信号,而星际链路、地面上行和下行链路则使用Ka频段的频率。 通信用户: 铱星的主要服务对象是那些没有陆地通信线路或手机信号覆盖的地区,以及信号太弱或超载的地区,为身处这些地区的用户提供可靠的通信服务,其商业服务市场包括航海、航空、急救、石油及天然气开采、林业、矿业、新闻采访等领域。铱星还为美国国防部及其他国家的国防部门提供卫星通信服务。 解决方案: 铱星可提供各种特殊领域使用的专用产品和服务,包括航海和航空设备、跟踪系统及安全服务设备等,为远地客户提供各种坚实可靠的解决方案。 2、铱星系统信号覆盖范围:全球(包括南北两极) 铱系统最大的优势是其良好的覆盖性能,可达到全球覆盖。极地轨道使得铱系统可以在南北两极提供畅通的通信服务。铱系统是唯一可以实现在两极通话的卫星通信系统。 看这几张图上的铱星天线长的都一样,了解的朋友都知道,铱星数据通信也有很多产品的,那这个长的像蘑菇头的铱星天线系统是哪款产品呢?问度娘!图片搜索,果然有答案。 铱星通讯终端 Iridium pilot Iridium Pilot是下一代全球宽带海事通讯终端,设计用于最恶劣的海洋环境条件,可适应烈日、严寒、大风等各种气象条件(看来没吹牛,南极那么恶劣都用了)。性能稳定可靠,可提供宽带数据和高质量语音,包括南北极全球覆盖。 Iridium Pilot具有3路独立卫星电话,船员不必排队打电话了,方便通讯联系。灵活、可承担的预付费方式,即使在高峰期也可以拨打卫星电话。Iridium Pilot甲板下单元包括3个RJ11插口,用户可同时进行3路电话,甚至在数据传输时。可将船员电话与船上的商务电话区分开,进行简化计费。 用于电子邮件、网页浏览或社交媒体,Iridium OpenPort宽带业务可提供灵活的、高稳定可靠的数据业务。可从系列配置的数传速率中选择,以满足各种需要。作为一种分组交换业务,Iridium OpenPort业务相对于电路交换业务大大减少了海事通讯费用,而且可根据需要选择语音和数据业务。: 特点: •全球覆盖 ; •高速数据 ; •3路独立卫星电话 ; •全球服务计划(包括5年有限保修,附件1年有限保修); •容易安装 。 技术参数: •天线:高 230 mm ,直径 570 mm ,重 11 kg ; •甲板下单元:高 200 mm ,宽 250 mm ,直径 55 mm ,重 1.35 kg ; •数据:高达 134 kbps ,双向,Iridium OpenPort宽带业务 。 一不小心还在国外的一家网站上找到了报价,4495刀,不算贵呀,国外报价,仅供参考,不用谢,我是雷锋。 一个彩蛋: GRIPS项目组还发了一张图片,说是在进行TDRSS(跟踪与中继卫星)的测试,(感慨一下GRIPS一个在南极上空转圈的项目竟然还用了视距测控,铱星链路和中继卫星三套冗余)如果是美国的跟踪与中继卫星,应该是TDRS系列产品,这个浮空君不熟悉,您有高见请留言赐教,不胜感激。 暗号: 开通头条号 。
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2014年NASA新启动5项地球科学任务
YF2015 2016-3-30 16:54
2014年NASA新启动5项地球科学任务 美国国家航空航天局( NASA )将在 2014 年启动 5 项地球科学任务,通过发射 3 颗卫星携带 5 个观测仪器,利用新的技术来监测不断变化的地球。其中 2 项任务是发送监测仪器到国际空间站,观测海洋表面风力、云和气溶胶,标志着 NASA 第一次使用轨道实验室作为地球观测平台,一系列新的仪器也将第一次从空间站常规观测地球。 NASA 局长 Charles Bolden 称新的任务虽然是聚焦地球,但却在为未来的小行星与火星任务做准备。随着 2014 年 5 项新的任务启动,将是我们重新认识地球的一年,将会与之前的理解有显著的不同。这也是 10 多年来 NASA 首次在一年内实施 5 项地球科学观测任务。 ( 1 )全球降水测量( GPM )核心天文台 2014 年第一项新的任务是 NASA 与日本宇宙航空研究开发机构( JAXA )开展的国际合作项目全球降水测量核心天文台,预计在 2 月 27 日发射。 GPM 平台组成的对地观测星座,将对地球上的降水进行相关的测绘任务,对全球范围内每 3 个小时的降雨、降雪进行实时的观测和记录,提高我们对气球变化、全球水循环、水资源管理与天气预报的认识。 The first new NASA Earth science mission of 2014 is the Global Precipitation Measurement (GPM) Core Observatory, a joint international project with the Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA). Launch is scheduled for Feb. 27 from Japan. Image Credit: NAS ( 2 )测量海面风速和风向的快速散射仪( RapidScat ) 水是一切生命活动的基本需求。我们必须了解水和大气、海洋和陆地之间水分的传输与转移细节,来预测变化的气候和可利用的水资源。 NASA 计划 6 月搭乘太空探索技术公司( SpaceX )“猎鹰” -9 火箭与“龙”飞船从佛罗里达州的卡纳维拉尔角空军基地发射,向国际空间站发送被称为“快速散射计”( RapidScat )的雷达散射计,用来测量海面风速和风向,主要用于气象预报、海洋和飓风监测等。 RapidScat 将获得重要的水循环数据,测量海水表面盐度变化与地下水含水层变化,数据将及时提供给美国国家海洋与大气管理局( NOAA )和其他机构来改善飓风强度预测。国际空间站作为一个独特的平台已经在科学研究与技术发现方面发挥了超过 13 年的作用,它的中倾斜轨道可以在当地时间持续对约 85% 的地球表面进行观测。 The first of two 2014 Earth science missions to the International Space Station, ISS-RapidScat will extend the data record of ocean winds around the globe, a key factor in climate research and weather forecasting. ISS-Rapidscat is set to launch in June. Image Credit: NASA ( 3 )轨道碳观测( OCO-2 ) NASA 将在 7 月从加利福尼亚州的范登堡空军基地发射轨道碳观测( OCO-2 )卫星,加强对气候变化中二氧化碳作用的认识。 OCO-2 将替代 2009 年发射失败的 OCO-1 ,对导致全球变暖的温室气体进行研究,试图在地面、空中、海上等平台对碳排放、碳循环进行精确地测量,提高对温室气体的自然来源与人为排放的理解。 The Orbiting Carbon Observatory (OCO)-2, set to launch in July, will make precise, global measurements of carbon dioxide, the greenhouse gas that is the largest human-generated contributor to global warming. Image Credit: NASA ( 4 )云 - 气溶胶传输系统( CATS ) 2014 年 NASA 地球科学任务部的第 4 次计划任务是在国际空间站上安装云 - 气溶胶传输系统( CATS )激光雷达,将提供云层结构和高度的细节数据,实现低成本快速监测地球大气层、污染及云层。气溶胶对人类健康和全球环境均有较大影响,对其进行观测具有重要意义。 CATS 任务还将帮助 NASA 验证激光雷达技术,该技术已经在空基应用中使用但从未在轨使用。 CATS 计划在 9 月从卡纳维拉尔角搭乘“猎鹰” -9 火箭抵达国际空间站。 The Cloud-Aerosol Transport System instrument shown here is scheduled to launch in September on a SpaceX ISS commercial resupply flight. (Photo courtesy NASA) ( 5 )土壤湿度主被动探测卫星( SMAP ) NASA 计划在 11 月发射 SMAP 卫星对土壤湿度进行测量,从而获得高分辨率全球土壤湿度图,提供土壤冻融状态的指示迹象,加深对水循环、能源与碳循环的理解,支持地表水资源管理决策需求,此外还将用于农作物生产力、农业气象预报,以及洪水与干旱灾情监测。 SMAP 将是美国国家研究委员会( NRC ) 2007 年地球科学十年调查中的最高优先级地球科学任务的首次发射。 SMAP 卫星携带了一台辐射计和一台 L 频段合成孔径雷达。 NASA's Soil Moisture Active Passive (SMAP) mission will track Earth's water into one of its last hiding places: the soil. SMAP soil moisture data will aid in predictions of agricultural productivity, weather and climate. SMAP is scheduled to launch in November. Image Credit: NASA 由于 RapidScat 和 CATS 这 2 个仪器发射到空间站,将使得国际空间站进入它自己作为研究地球系统与全球变化的重要平台,这是国际空间站成为全球地球观测网络一部分的开始, NASA 还将利用研究飞行器装备先进的传感器,以促进地球科学研究。 2014 年 NASA 主持的 12 次飞行计划将研究极地冰盖、城市空气污染、飓风、生态系统健康,其范围覆盖美国、中美洲和南美洲、南极洲与北极圈。在 2014 年,由 NASA 应用科学计划资助的项目将解决在墨西哥湾、美国西南部缺水区和湄公河三角洲洪水管理的生态系统问题。 NASA 的地球科学技术办公室将测试新的传感器,以提高湖泊与水库水位、二氧化碳、陆地生态系统,以及自然灾害的监测。 参考文献 : http://ens-newswire.com/2014/01/23/nasa-to-launch-five-earth-science-missions-to-space-in-2014/ http://www.nasa.gov/content/overview-a-big-year-for-nasa-earth-science/#.UuHZ_rKS2Ma http://thinkprogress.org/climate/2014/01/23/3199111/nasa-missions-research-earth/ 资料提供: 中国科学院遥感与数字地球研究所;中国科学院国家科学图书馆兰州分馆/中国科学院资源环境科学信息中心 网址:http://www.radi.ac.cn/dtxw/qysm/201403/t20140303_4043733.html
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