详细内容或原文请订阅后点击阅览
2013年，NASA在南北极附近发射气球，研究地球大气中的X射线
2013年，NASA在南北极附近发射了气球，作为辐射带相对论电子损失气球阵列（BARREL）任务的一部分，研究地球大气中的X射线。该任务研究了从范艾伦带坠落的电子。
来源:经济时报这项工作属于NASA一项名为BARREL（辐射带相对论性电子损失气球阵列）的气球任务的一部分。该任务聚焦于地球辐射带中的电子向下进入大气层时产生的X射线。这些电子可以从
进入大气层，该区域是由地球磁场捕获的带电粒子区域。
BARREL使用气球来测量与这些电子相关的X射线和其他信号。这些测量帮助科学家研究辐射如何在太空和地球大气层之间移动。这些信息也有助于保护环绕地球运行的卫星的工作。
BARREL任务是什么？
辐射带相对论性电子损失气球阵列是一项气球任务，旨在研究地球大气层中的
和X射线。任务类型是基于气球的探测活动。其目的地包括南极洲和瑞典。空中探测活动于2013年至2020年进行。
主要目标是研究地球大气层中的X射线。BARREL所研究的X射线与从范艾伦带下降或沉淀到大气层中的电子有关。科学家研究这一过程以了解辐射带及其与大气层的相互作用。
辐射带对太空任务很重要，因为航天器和卫星可能会穿过含有高能粒子的区域。了解电子如何在这些区域中移动可以帮助科学家提高对地球周围太空环境的认识。
2013年，气球在北半球和南半球靠近两极的地区发射。
BARREL于2013年开始在南极洲进行气球探测活动。南极洲是位于最南端的大陆，包含南极点。在南极探测活动中，气球是从南非南极考察站（SANAE IV）发射的。它们也从英国哈雷六号研究站发射。
气球携带仪器，在它们留在大气层中时收集测量数据。在一次探测活动中，多个气球可以同时运行。南极探测活动使科学家能够观察到电子在南极点附近进入地球大气层的情况。这些测量数据与研究辐射带的航天器观测数据一起使用。
任务后来转移到北半球。在瑞典，
从北极圈上方的埃斯兰奇航天中心发射。发射场靠近瑞典最北端的城镇基律纳。
BARREL主要任务何时结束？
BARREL主要任务于2016年8月30日最后一个气球在瑞典上空发送后结束。任务在那时并未结束所有与BARREL相关的气球活动。回收的BARREL有效载荷后来被用于三次额外的飞行，作为机会目标。
其中一次飞行是2018年从瑞典搭载HIWIND有效载荷的一次顺风飞行。另外两次飞行使用了从南极洲发射的超长航时气球。一次发生在2018年12月，另一次发生在2019年。
这些飞行持续时间不同。2018年的飞行持续了70天。2019年的飞行持续了100天。这延长了BARREL仪器的使用时间，并在主要任务结束后提供了额外的测量数据。
BARREL如何与NASA航天器协同工作？
BARREL旨在补充NASA范艾伦探测器航天器的观测。范艾伦探测器于2012年8月30日发射。它们的任务是研究地球辐射带及其内部的粒子。
BARREL提供了大气层中气球的测量数据，而范艾伦探测器则在太空中收集测量数据。科学家可以比较这些观测数据，以研究电子如何从辐射带进入大气层。
气球测量是根据航天器的位置来规划的。科学家希望气球阵列和航天器能够磁连接（共轭），以便比较来自两个位置的测量数据。这种方法为研究人员提供了来自同一太空环境不同部分的信息。
BARREL也与MMS任务合作。
BARREL团队还与美国宇航局的磁层多尺度任务（MMS）协调其工作。MMS研究太阳和地球的磁场如何连接和断开。这一过程与太空环境的变化以及能量和粒子的运动有关。
将BARREL的观测与MMS协调起来，为科学家提供了另一种研究带电粒子和电磁能量在地球周围运动的方式。不同的任务专注于同一系统的不同部分。它们的观测数据共同帮助科学家研究太空中的活动如何影响地球周围的粒子及其向大气层的运动。
BARREL气球携带了什么仪器？
BARREL气球携带X射线仪器来测量高能电子进入大气层时产生的辐射。一些气球还携带了学生建造的仪器。这些仪器提供了额外的测量数据。其中一台学生建造的仪器旨在研究地球电离层的总电子含量。
电离层是包含带电粒子的层，与地球的中性大气层重叠。测量其电子含量可以提供有关高层大气变化的信息。另一台学生建造的仪器测量低频电磁波。
这些波与太空中电子的运动有关。它们可以将电子从太空散射到地球大气层中。测量这些波为科学家提供了有关电子沉降过程的另一个环节的信息。
为什么同时使用多个气球？
在每次BARREL探测活动中，多个长航时气球同时在空中保持飞行。在一次探测活动中，气球可以在空中停留大约一个月。同时操作多个气球在不同位置创建了一个测量阵列。目的是测量电子沉降并帮助估计从辐射带丢失的电子总数。
科学家们还规划了气球阵列与航天器共轭时期的观测。这使得气球测量与航天器观测能够直接进行比较。气球和航天器数据的结合帮助研究人员将太空中观察到的事件与地球大气层中测量到的X射线和其他信号联系起来。
谁领导了BARREL任务？
达特茅斯学院的Robyn Millan博士是BARREL任务的首席研究员。她的角色包括领导与任务相关的科学工作。BARREL汇集了气球观测、航天器测量和仪器数据来研究电子沉降。该任务还包括学生建造的仪器，使学生能够参与收集与地球电离层和电磁波相关的测量数据。
为什么BARREL任务很重要？
BARREL提供了连接地球辐射带与大气层的过程的测量数据。高能电子可以从范艾伦带移出并进入大气层。当它们这样做时，可以产生X射线。测量这些X射线为科学家提供了一种研究电子沉降的方法。这些信息可以提高对地球辐射环境的理解。这与卫星有关，因为辐射会影响航天器系统和仪器。
因此，BARREL为范艾伦带的研究增加了另一个信息来源。其气球测量补充了范艾伦探测器的工作，并与MMS的观测相协调。该任务还展示了在南极和北极附近运行的气球如何提供连接太空中事件与地球大气层中观察到变化和信号的测量数据。