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乙炔VUV吸收横截面的高温测量和适用于温暖系外行星大气的应用
上下文。大多数观察到的系外行星的平衡温度高（T EQ> 500 K）。了解其大气的化学和解释其观察结果需要使用包括光化学在内的化学动力学模型。这些模型中使用的真空紫外线（VUV）吸收横截面的热依赖性在高温下是鲜为人知的，从而导致不确定性在产生的丰度谱。目标。我们工作的目的是通过实验研究外部大气的VUV吸收横截面的热依赖性，并提供准确的数据以在大气模型中使用。这项研究的重点是乙炔（C 2 H 2）。方法。我们使用VUV光谱和同步辐射测量了七个温度下的C 2 H 2的吸收横截面，在115-230 nm光谱结构域中记录的296至773 K。这些数据在我们的一维热化学模型中使用，以评估它们对通用热木星样系外行星气氛的预测组成的影响。结果。C 2 H 2的绝对吸收横截面随温度而增加。这种增长从115 nm相对恒定，并从185 nm急剧上升到230 nm。这种变化还影响了其他副产品（例如甲烷（CH 4）和乙烯（C 2 H 4）的丰富曲线。结论。我们介绍了在高温下C 2 H 2的VUV吸收横截面的第一个实验测量。使用该模型计算的C 2 H 2的丰度曲线显示出略有变化，当使用C 2 H 2吸收横截面与296 K相比，在773 K时测量的5×10-5 bar接近40％，与296 K相比。这是由1530 nM的吸收率较高的230 nM，该吸收率在296 K中。光谱范围。需要对其他主要物种进行类似的研究，以提高我们对系外行星气氛的理解。
云在热木星WASP-43 B
上下文。热木星是潮汐锁定的气态系外行星，表现出巨大的白天温度对比。正如许多观察结果所暗示的那样，他们凉爽的夜晚被认为是托管云。然而，这些云的确切性质，它们的空间分布以及它们对大气动力学，热结构和光谱的影响仍然不清楚。目标。我们研究了WASP-43 B的大气，这是最近与James Webb空间望远镜（JWST）观察到的短期热木星，以了解云对大气循环和热结构的辐射和动态影响。我们旨在了解具有各种尺寸和大气金属性的不同种类的冷凝物的影响。方法。，我们使用了一个3D全球气候模型（GCM），该模型具有新的温度依赖性云模型，其中包括辐射反馈以及水动力整合，以研究WASP-43 b的大气特性。我们从GCM模拟中产生了可观察到的物品，并将它们与光谱相曲线进行了比较，从各种观察结果到对大气特性的限制。结果。我们表明云具有净变暖效果，这意味着由云引起的温室效应比反照率冷却效果强。我们表明，云的辐射效应对黄蜂的动力学和热结构有各种影响。取决于冷凝水的类型及其尺寸，辐射动力反馈将改变水平和垂直温度梯度并降低风速。对于超极性金属气氛，大气中形成的云层较少，导致反馈较弱。与HST，Spitzer和JWST观察到的光谱相曲线的比较表明，Wasp-43 B的夜间夜间浑浊，排除了Sub-Micron Mg 2 Sio 4云颗粒作为主要不透明源。区分多云的太阳能和多云的超极性金属气氛并不简单，需要进一步观察反射的光和热发射。
当前空间技术的挑战和机遇
随着 1957 年人造卫星的发射和随后太空时代的开始，空间技术的进步一方面导致了数百种使用卫星数据的应用程序的开发（Pelton 等人，2017），包括日常使用的设备，从卫星电视到汽车中的卫星导航。另一方面，它支撑了地球和大气科学以及天文学和天体物理学的科学进步。回顾该领域一些最引人注目的贡献，卫星测量显示了大气中臭氧层的消耗程度，并证实了系外行星和黑洞的存在，以及许多其他科学进步。空间技术的快速发展为全人类带来了非凡的成就，例如登月。与此同时，这些太空任务为人类提供了强有力的标志性图像，而像蓝色弹珠（Wuebbles，2012）这样的照片已成为我们这个星球及其非凡环境和有限资源的公认象征。尽管太空技术的惊人进步与整个航空航天业一样在上个世纪末放缓，但仍取得了非常重要的成就。其中包括国际空间站的发展以及对其他行星和天体的机器人探索，包括登陆彗星！多年来，太空经常被视为新的前沿，激发了作家和电影导演的想象力，他们创造了（或多或少可信的）由太空技术的奇妙发展实现的未来愿景。然而，与历史向我们展示的事实一致，在“探索”新环境和巩固相关技术的初始阶段之后，随之而来的是企业激增，以利用新环境提供的新机会。这就是我们今天所处的状态。我们正处于一个范式转变的时期，这一时期有时被称为太空 4.0，伴随着动机、参与者乃至技术的变化（普华永道报告，2019 年）。
引文：Morgan, Rachel, Douglas, Ewan, Allan, Gregory, do Vale Pereira, Paula, Gubner, Jennifer 等人。2021 年。“光学校准和第一道光
摘要。微机电系统 (MEMS) 可变形镜 (DM) 可通过小型、低功耗设备提供高精度波前控制。这使得它们成为未来太空望远镜的关键技术选择，这些望远镜需要自适应光学系统，以便使用日冕仪对系外行星进行高对比度成像。可变形镜演示任务 (DeMi) CubeSat 有效载荷是一种微型太空望远镜，旨在首次在太空中展示 MEMS DM 技术。DeMi 有效载荷包含一个 50 毫米主镜、一个内部校准激光源、一个来自波士顿微机械公司的 140 个执行器 MEMS DM、一个图像平面波前传感器和一个 Shack - Hartmann 波前传感器 (SHWFS)。DeMi 有效载荷的关键要求是测量单个执行器波前位移贡献，精度为 12 nm，并将空间中的静态和动态波前误差校正到小于 100 nm RMS 误差。 DeMi 任务将把 MEMS DM 技术的技术就绪水平从五级提升到至少七级，以适应未来的太空望远镜应用。我们总结了 DeMi 光学有效载荷的设计、校准、光学衍射模型、对准、集成、环境测试和来自空间操作的初步数据。地面测试数据表明，DeMi SHWFS 可以测量 MEMS DM 上的各个执行器偏转，误差在干涉校准测量值的 10 nm 以内，并且可以满足 0 到 120 V 之间执行器偏转电压 12 nm 精度任务要求。整个环境测试中的有效载荷数据表明，MEMS DM 和 DeMi 有效载荷经受住了环境测试，并为与空间数据进行比较提供了宝贵的基线。来自空间操作的初始数据显示，MEMS DM 在空间中驱动，来自空间的各个执行器测量值与等效地面测试数据之间的平均一致性为 12 nm。© 作者。由 SPIE 根据知识共享署名 4.0 未移植许可证发布。分发或复制本作品的全部或部分内容需要注明原始出版物的归属，包括其 DOI。[DOI：10.1117/1.JATIS.7.2.024002]
在温暖，水丰富的气氛中生物签名的可检测性
上下文。在阳光恒星的宜居区内温暖的岩石外球星是当前和将来的任务的青睐目标。the-Ory表示这些行星在形成时可能会湿润，并且可以居住足够长的时间来发展。但是，目前尚不清楚这些世界上的早期海洋在多大程度上会影响潜在的生物签名的反应。目标。在这项工作中，我们测试了在计划中的生命任务框架内，在温暖，水丰富的大气中生物签名的气候化学响应，维护和可检测性。方法。我们使用耦合的气候化学柱模型1d terra来模拟地球上的行星参数和进化，在与太阳不同的距离下，行星大气的组成。，我们以10％的步骤将传入的启发提高了50％，对应于1.00至0.82 au的轨道。在表面上使用和没有现代地球的生物量通量进行。 使用大蒜辐射转移模型产生所有模拟的理论发射光谱。 然后使用 Lifesim向这些光谱的观察添加噪声并模拟观察结果，以评估如何区分地球样行星的生物和非生物气氛。 结果。 增加的启动导致地表水蒸气压力从0.01 bar（1.31％，s = 1.0）升至0.61 bar（34.72％，s = 1.5）。 在生物情景中，臭氧层生存，因为氧化物与氮氧化物的氧化物反应阻止了净臭氧化学水槽的增加。。使用大蒜辐射转移模型产生所有模拟的理论发射光谱。Lifesim向这些光谱的观察添加噪声并模拟观察结果，以评估如何区分地球样行星的生物和非生物气氛。结果。增加的启动导致地表水蒸气压力从0.01 bar（1.31％，s = 1.0）升至0.61 bar（34.72％，s = 1.5）。在生物情景中，臭氧层生存，因为氧化物与氮氧化物的氧化物反应阻止了净臭氧化学水槽的增加。的甲烷大大降低了，比地球高20％的强化。使用Lifesim进行的合成观测，假设孔径为2.0 m，并且解决功率为R = 50，表明臭氧特征在9.6 µm处的臭氧特征可靠地可靠地指向10 parsecs中的系统的O 2的地球样生物圈表面通量。由于H 2 O轮廓不同而导致的大气温度结构的差异也使观测值在15.0 µm处可以可靠地识别CH 4表面通量等于地球生物圈的行星。将光圈增加到3.5 m，并将仪器吞吐量增加到15％，将此范围增加到22.5 PC。
韦伯望远镜发射媒体工具包
詹姆斯·韦伯太空望远镜揭开了最伟大的起源故事。韦伯是美国宇航局最新的顶级太空科学天文台——注定会像它的前身哈勃一样家喻户晓。这是美国宇航局科学的阿波罗时刻：韦伯将从根本上改变我们对宇宙的理解。它可以观察整个宇宙，从行星到恒星，从星云到星系甚至更远——帮助科学家揭开遥远宇宙以及离地球更近的系外行星的秘密。韦伯可以以精致的新细节探索我们太阳系的居民，并搜索有史以来第一个星系的微弱信号。从新形成的恒星到吞噬黑洞，韦伯将揭示所有这些以及更多。韦伯的设计旨在建立在其他航天器的突破性发现之上，例如哈勃太空望远镜和斯皮策太空望远镜。哈勃用可见光和紫外光观察宇宙，而韦伯则专注于红外线，这种波长对于透过气体和尘埃观察远处的物体非常重要。继斯皮策在红外领域开辟道路之后，韦伯将凭借面积几乎大 60 倍的主镜带我们走得更远。最后，韦伯的镜子不仅具有哈勃惊人的分辨率，而且灵敏度更高，并且可以在太空中完全调节。韦伯的大镜子和先进的仪器套件受到五层遮阳板的保护，遮阳板展开后大小可与网球场相当。整个天文台折叠起来以装入运载火箭，并在太空中展开。这种复杂的部署顺序从未在太空望远镜上尝试过，韦伯的惊人工程设计包括许多突破技术界限的创新。韦伯是人类智慧的壮举。该任务历时二十多年，来自 14 个国家和 29 个美国州的数千名科学家、工程师和其他专业人士为此做出了贡献。韦伯望远镜的发射是一个关键时刻，彰显了 NASA 及其合作伙伴欧洲航天局 (ESA) 和加拿大航天局 (CSA) 的奉献精神、创新精神和雄心壮志，但这仅仅是个开始。该天文台在太空中运行的六个月是一个令人兴奋但又令人紧张的时刻，在此期间，数千个部件和序列都必须在距离地球近一百万英里的地方正确地协同工作。当望远镜开始收集数据时，这一阶段达到高潮——这对任务、NASA、美国和全世界来说都是一个真正意义重大的庆典。基本天文学问题推动了韦伯望远镜独特的设计、尖端的能力和无与伦比的红外灵敏度——所有这些都旨在提供宇宙的新视角，并以非凡的科学发现激发我们的想象力。这是我们在了解人类在浩瀚宇宙中的地位方面向前迈出的一大步。