高性能科学卫星的可持续发展之路 高性能科学卫星目前是政府资助机构的专属领域。Twinkle 太空任务背后的团队正在开发一种新型小型可持续科学卫星,利用商业太空领域的最新创新。 太空机构执行的科学任务对科学和社会产生了变革性影响。旅行者号等任务揭示了有关我们太阳系及其他地区的宝贵信息,而 Envisat 等地球观测卫星则提供了证实全球变暖的长期温度趋势。这些开创性的任务带来了无数发现,并为太空仪器设定了高技术标准。 哈勃和斯皮策太空望远镜以及 XMM-Newton 等一般空间科学观测站通常涵盖多种科学用例。这些卫星内的高性能科学仪器通常需要为每个任务专门开发的复杂而尖端的技术。由于开发时间长且实施成本高,与商业地球观测等其他领域相比,运行中的科学卫星数量相对较少。因此,到目前为止,科学界不得不在大量超额认购的太空望远镜上争夺时间。地面观测和新的小型机器人望远镜网络通常更容易获得,设施由政府间和私人组织建造和管理。许多这样的设施已经开发出创新的数据访问模型,包括出售望远镜“夜晚”和基于会员制的调查合作模型。随着时间的推移,社区已经习惯了这种新方法,购买“望远镜时间”的资金补助也随之增加。不幸的是,地面观测有其自身的挑战和局限性,由于地球大气的吸收和散射,大部分电磁波谱被阻挡。此外,天空和望远镜的热背景变化很大,使得在红外波长下无法进行高精度的地面观测。太空仪器可以克服这些问题,但众所周知,将卫星送入太空既困难又昂贵。全球许多大学和研究机构都通过建造内部科学“立方体卫星”(质量为几公斤 1 的卫星)来挑战当前模式。然而,与立方体卫星格式兼容的仪器通常太小,无法解决广泛的科学问题。到目前为止,这些问题只能通过政府机构建造的旗舰任务来解决。
股票代码 证券权重 股票代码 证券权重 通信服务 7.27% 医疗保健 16.28% CMCSA 康卡斯特公司 3.03 ABT 雅培实验室 3.69 IPG 埃培智集团 1.14 A 安捷伦科技公司 1.35 OMC 宏盟集团 1.31 AMGN 安进公司 1.34 VZ 威瑞森通信公司 1.79 BMY 百时美施贵宝公司 1.78 非必需消费品 2.43% ELV Elevance Health, Inc. 1.22 EXPE Expedia Group, Inc. 0.81 GILD 吉利德科学公司 1.48 LOW 劳氏公司 1.62 MCK 麦克森公司 1.01 必需消费品 7.81% MRK 默克公司3.24 MO 奥驰亚集团公司 1.53 CI 信诺集团 1.17 GIS 通用磨坊公司 1.41 工业 13.39% KR 克罗格公司 0.88 ADP 自动数据处理公司 2.47 PG 宝洁公司 3.99 CAT 卡特彼勒公司 1.34 能源 7.14% DE 迪尔公司 0.86 APA APA CORP 1.00 FERG 弗格森公司 1.12 CTRA Coterra Energy Inc. 0.82 HUBB 哈勃集团 1.25 EOG EOG 资源公司 2.63 ITT ITT INC 1.29 EQT EQT 公司 0.66 JCI 江森自控国际公司 1.35 MPC 马拉松石油公司 1.12 SSNC SS&C 技术控股公司1.69 VLO 瓦莱罗能源公司 0.91 UNP 联合太平洋公司 2.02 金融 17.85% 信息技术 10.79% AFG 美国金融集团 1.31 APH 安费诺公司 2.13 BK 纽约梅隆银行 1.52 AMAT 应用材料公司 1.45 COF 第一资本金融公司 0.89 CSCO 思科系统公司 3.22 CFG 公民金融集团 1.00 CTSH 高盛科技解决方案公司 1.50 GS 高盛集团 2.11 LRCX 泛林集团 1.13 HIG 哈特福德金融服务集团 1.53 MCHP 微芯片技术公司 1.36
首先是海军陆战队少将,然后作为NASA管理员,小查尔斯·博尔登(Charles F. Bolden Jr.2009年,巴拉克·奥巴马(Barack Obama)总统任命博尔登(Bolden)为第十二名NASA管理员,这使他只是第二次担任该职位的宇航员。领导NASA时,Bolden负责从航天飞机系统到新的勘探时代的过渡,完全专注于国际空间站(ISS)和航空技术开发。Bolden领导了太空发射系统和Orion Crew Capsule的开发。Bolden还监督了向商业空间倡议的转变,以处理ISS的补给。他创建了NASA的太空技术任务局,负责开发将使未来探索任务成功的技术。Bolden的任期包括火星好奇的漫游者登陆的胜利,这是Juno任务的成功,该任务有助于我们更完全了解地球木星,增加了负责地球观测任务的卫星数量,并持续进展,朝着预期的2021年詹姆斯·韦伯(James Webb)空间的预期推出。不要忘记NASA中的第一个“ A”代表航空公司,Bolden还将注意力集中在NASA的航空计划上,以及该机构开发可以比以往更快,更远,更安静和更绿色的飞机开发飞机的目标。在他是NASA宇航员的职业生涯中,Bolden乘坐四个航天飞机任务飞行,在太空中登录了680个小时。1986年,他驾驶的航天飞机哥伦比亚(STS-61C)和1990年的航天飞机发现(STS-31) - 部署了哈勃太空望远镜的任务。他还曾在1992年在Atlantis航天飞机上担任任务指挥官(STS-45),并于1994年(STS-60)担任航天飞机发现。Bolden在1986年的航天飞机挑战者灾难之后,还曾在约翰逊航天中心担任NASA安全部门。Bolden也有漫长而杰出的军事生涯。美国的毕业生海军学院,鲍尔登在越南战争期间飞行了100多次战斗任务。后来他是海军航空测试中心系统工程和罢工飞机测试局的测试飞行员。在1994年完成了宇航员的服务后,他曾在海军学院担任中级船员的助理指挥官,并在1998年担任科威特(Kuwait)沙漠雷霆行动的海洋远征军指挥官。他上次担任加利福尼亚州海军陆战队Miramar海军陆战队航空公司第三海军飞机翼的总指挥官,然后他从海军陆战队退休。Bolden拥有南加州大学系统管理科学硕士学位。他的过去荣誉包括国防杰出的服务奖章,国防上级服务奖章,杰出的飞行十字架,空中奖章,三个NASA
或 L2,1 距离地球近一百万英里。经过 20 多年的设计、开发和测试,一个月的极其复杂的在轨部署(包括 344 个潜在的单点故障)和六个月的调试活动,JWST 现在正在进行科学操作,它是人类有史以来发送到太空的最大、最强大的望远镜。JWST 是一个大型红外太空望远镜,由美国国家航空航天局 (NASA) 科学任务理事会天体物理学部管理。该望远镜旨在成为美国国家航空航天局 (NASA) 两大大型天文台哈勃太空望远镜和斯皮策太空望远镜的补充和科学继任者。2 JWST 在灵敏度和分辨率方面的前所未有的提高使天文学家能够更详细地观察更远距离的宇宙。 1999 年,美国宇航局正式批准启动下一代太空望远镜 (NGST) 的项目制定。2000 年,NGST 被推荐为天文学和天体物理学十年调查的首要重大举措,并设想成为一台 8 米级的红外太空望远镜,“旨在探测第一批恒星发出的光并追踪星系从形成到现在的演化”,“将彻底改变人们对当今银河系恒星行星形成方式的理解。”3 这些主题一直贯穿着 JWST 任务的科学主旨。在詹姆斯韦伯太空望远镜的研发过程中,科学、空间和技术委员会举行了多次监督听证会,包括在 2011 年、2015 年和 2018 年。今天的听证会是委员会首次就望远镜观测的早期科学和科学结果举行的听证会。红外天文学 JWST 经过优化,可观测红外光。人眼可以感知可见光,即可见光,而红外光的波长较长,位于电磁波谱光学部分的红端以外,如图 1 所示。天文学利用红外光研究较冷的物体,例如尚未开始燃烧氢的年轻恒星或恒星周围盘中形成的行星。天文学家还在红外范围内进行观察,以透过星云或恒星形成云层中的尘埃(通常会阻挡可见光)。宇宙中第一批恒星和星系发出的光最初是以可见光或紫外光的形式发射的,但它以红外光的形式到达地球,因为它在不断膨胀的宇宙中传播很长的距离,被拉伸到更长的波长。天文学家将这种拉伸效应称为“红移”。
摘要美国在太空探索和利用方面的领导能力可以通过使用根本不同的空间操作方法与当今存在的空间操作大大加速。当今的大多数航天器都被锁定在其启动配置中,几乎没有或根本无法在太空中更新或维修。但是,通过利用最新的和新兴的能力来制造,组装和服务航天器,我们可以显着提高空间系统的成本效益,生产力和弹性。为了实现这一目标,拜登 - 哈里斯管理局(Biden-Harris Administration)应启动新的高级太空架构计划(ASAP),以实现新一代的空间内操作。ASAP将根据公私财团模式运作,以利用政府投资,参与广泛的社区并获得国际合作伙伴的支持。在本备忘录中,我们提出了两个具体的任务,下一任政府可以尽早执行ASAP计划并证明其功效。尽快发起,将有助于新政府的使命更好地建立回归:对于我们的经济,科学和探索,以减轻气候危机以及为我们国家的安全方面的国际领导力。挑战和机会,除了国际空间站和哈勃太空望远镜的显着外,今天的航天器在其发射罩中紧密压实,载有他们将拥有的所有燃料和仪器,没有能力在其一生中补充或改进。如果遭到损害,我们可以恢复和修复高价值资产。限制我们的航天器设计要在地球上构建,以适合单一的发射罩,并且永远不会重新审视服务或改进的结果,从而使其变得精致,昂贵且僵化的系统。,但部分归功于地球到空间和空间运输和空间操作的新发展,我们现在拥有在太空中制造,组装和服务航天器的技术。这些新功能提供了大幅提高我们太空系统的成本,生产力和弹性的机会。我们可以在各种低成本的发射车上启动原材料和基本元素,作为商品项目,将转换为轨道上的最终物品,例如持续的平台,大型孔或燃料库。我们可以在太空中构建和运营非常大的结构,即无法从地球发射的结构,以实现无法想象的科学,探索,商业企业和国家安全的能力。我们可以将多元素空间系统重新配置为新的轨道和操作配置。所有这些可能性都在我们的技术掌握范围内。美国联邦政府可以通过创建空间运营,促进标准,在国际合作伙伴之间启动协调并为早期阶段的技术提供
有多种动机将引力理论扩展到爱因斯坦广义相对论 (GR) 之外。所有将这一理论与量子物理相协调的尝试都会以额外场、高阶运动方程或高阶曲率不变量的形式引入与广义相对论的偏差。例如,取弦理论中最简单的玻色弦理论的低能极限,得到 ω = − 1 布兰斯-迪克理论,而不是广义相对论,后者是标量张量理论的原型(ω 是布兰斯-迪克耦合)[1,2]。然而,研究替代引力理论的最有力动机来自宇宙学。例如,最受数据青睐的膨胀模型,即斯塔罗宾斯基膨胀,包括对广义相对论的量子修正。最重要的是,基于广义相对论的标准冷暗物质宇宙学模型无法令人满意地理解当今宇宙的加速膨胀:它需要引入一个令人惊奇的精细调节的宇宙常数或另一种形式的特设暗能量,而暗能量的性质仍然难以捉摸[3]。无论如何,即使承认暗能量的存在,冷暗物质的其他问题仍然无法解决,如哈勃张力[4,5]、对同样神秘的暗物质的要求,以及困扰宇宙学和黑洞物理学的奇点问题。因此,研究其他引力理论来解决或缓解这些问题至少是合理的。修改广义相对论最简单的方法是增加一个标量(大质量)自由度,这导致了 Brans-Dicke 引力[6]及其标量-张量推广[7-10]。 f(R) 类引力理论原来是标量张量理论的一个子类,它在解释当前没有暗能量的宇宙加速过程中非常流行([11],参见[12-14]的评论)。在过去的十年中,旧的 Horndeski 引力 [15] 被重新审视并进行了深入研究(参见[16]的评论)。这类理论被认为是最一般的标量张量引力,允许二阶运动方程,但后来人们发现,如果满足合适的退化条件,更一般的退化高阶标量张量 (DHOST) 理论可以允许二阶运动方程(参见[17]的评论)。Horndeski 和 DHOST 理论在其作用中包含任意函数,这使得场方程非常繁琐,研究起来也很困难。多信使事件 GW170817/GRB170817 [ 18 , 19 ] 证实了引力波模式以光速传播,这基本上排除了结构最复杂的 Horndeski 理论 [ 20 ],但仍存在许多可能性(对应于作用中的四个自由函数)。因此,很难掌握这些理论及其解决方案的详细物理意义,并且大部分工作必然局限于形式理论方面和寻找分析解决方案。
b'Introfuction。现代宇宙学的目标之一是曲率扰动P(K)的原始功率谱的表征。在通货膨胀期间,在辐射和物质时代的哈勃半径经典和重新输入膨胀的半径时,长波长量子波动扩增,为重力不稳定的初始种子提供了宇宙大规模结构中的初始种子。P(k)上最严格的约束来自宇宙微波背景(CMB)各向异性的表达,揭示了在范围内非常大的尺度上的近规模不变的,略带红色的频谱[0。001,0。1] mpc \ xe2 \ x88 \ x92 1。Planck DR3数据在k = 0时限制了p(k)的幅度a s。05 MPC \ XE2 \ x88 \ x92 1及其Spec-Tral索引到LN 10 10 A = 3。044 \ xc2 \ xb1 0。014和N S = 0。9649 \ xc2 \ xb1 0。0042分别为68%Cl [1]。 银河系可以将这些约束扩展到O(1)MPC \ Xe2 \ x88 \ x92 1,但较小的尺度仍然很大程度上不受约束。 Recent observations of a Stochastic Gravitational Wave Background (SGWB) at nHz frequencies by Pul- sar Timing Arrays (PTA) [2\xe2\x80\x935] have sparked a signifi- cant interest in P ( k ) at much smaller scales, since scalar fluctuations can generate such a SGWB at second order in perturbation theory [6 \ xe2 \ x80 \ x938]在秤[10 7,10 9] mpc \ xe2 \ x88 \ x92 1。 如果下达,PTA测量值可能会在通货膨胀的后期提供有价值的信息,对理论模型产生了深远的影响。0042分别为68%Cl [1]。银河系可以将这些约束扩展到O(1)MPC \ Xe2 \ x88 \ x92 1,但较小的尺度仍然很大程度上不受约束。Recent observations of a Stochastic Gravitational Wave Background (SGWB) at nHz frequencies by Pul- sar Timing Arrays (PTA) [2\xe2\x80\x935] have sparked a signifi- cant interest in P ( k ) at much smaller scales, since scalar fluctuations can generate such a SGWB at second order in perturbation theory [6 \ xe2 \ x80 \ x938]在秤[10 7,10 9] mpc \ xe2 \ x88 \ x92 1。如果下达,PTA测量值可能会在通货膨胀的后期提供有价值的信息,对理论模型产生了深远的影响。最近的研究表明,这种标量引起的重力波背景(SIGWB)可以为PTA检测提供一个能力的解释,并且可能会对来自贝叶斯观察的许多其他候选者进行案例[9,10](但是,请参阅[9 \ xe2 \ x80 \ x80 \ x9313],以ellite tountion of Extimation of Exteration to inton of toseation portod of tosod of tosod of to pod stod of pod,以供pbod of profod of prod。 [11 \ xe2 \ x80 \ x9316]用于替代分析)。因此,设计这一假设的进一步检验至关重要,并且与cos-'
1 概要。区域增长集群。新墨西哥太空谷联盟是一项全面而包容的跨部门倡议,重点关注商业、私营部门、“新太空”行业的区域增长集群。太空包括参与开发、提供和使用太空相关产品和服务的公共和私人参与者,包括制造和使用太空基础设施(地面站、运载火箭、卫星)、太空应用(导航设备、卫星电话、气象服务)和相关科学研究。由于太空是一个如此广泛的领域,增长将涵盖许多行业,包括 IT/网络安全、制造业和工程业。联盟的新太空重点旨在开启第二个太空时代。1957 年,当第一颗人造卫星发射时,太空探索、军事创新和通信由国家太空和国防机构主导。在新世纪,除了阿波罗、航海者、哈勃和创世纪等名字外,还有 SpaceX、SpaceShip 2 和蓝色起源。私营公司通过发射卫星、为国家太空项目提供零部件以及建造自己的载人火箭,满足了全球对互联网、移动和其他太空技术的需求。去年,我们看到了第一批平民乘坐亚轨道火箭旅行——包括理查德·布兰森的维珍银河,从新墨西哥州的美国太空港发射。私人参与也加强了公共部门的太空产业。GPS 和遥感对于抗击疫情至关重要,用于测量社交距离、告知暴露情况和衡量供应链健康状况。在俄罗斯入侵乌克兰期间,美国太空部队全天候使用太空资产协助决策。太空谷联盟将其资源集中在新太空经济上,同时追求全球准备和竞争力的要求。联盟成员和合作伙伴。阿尔伯克基市是新墨西哥州最大都市区市政府,在改善少数族裔社区经济方面具有相当大的影响力。新墨西哥州中部社区学院 (CNM) 是该国排名第一的社区学院,为西班牙裔学生提供副学士学位和证书,为美洲原住民提供副学士学位和证书。新墨西哥州航天港管理局在新墨西哥州中南部农村地区运营着世界上第一个专门建造的 FAA 许可商业发射综合体——美国太空港。CNM Ingenuity, Inc. 是 CNM 的非营利经济发展部门,通过重返工作岗位和技能提升计划,为工薪家庭、农村远程学习者、低收入者、失业者和未充分就业者创造就业机会。新墨西哥贸易联盟是一家非营利组织,为新墨西哥州的公司提供出口援助,并制定计划,以提高该州的全球竞争力和连通性。NewSpace New Mexico 是一家非营利组织,通过让行业领导者获得设备和测试、原型设计、先进制造、协作工作空间和服务来加速太空创新,从而推动他们从概念到产品再到销售。分奖项获得者包括 (1) 高等教育:新墨西哥大学、新墨西哥矿业技术学院、新墨西哥州立大学、纳瓦霍技术大学;(2) 协会:新墨西哥州
有几种动机将重力理论扩展到爱因斯坦的一般相对论(GR)之外。所有试图用量子物理学调和该理论的所有尝试都以额外的场,高阶运动方程或高阶曲率不变性的形式引入偏差。例如,以骨弦理论的低能限制(在字符串理论中最简单)产生ω= - 1 brans-dicke理论而不是gr,这是标量张量理论的原型(并且ω是brans-dicke coupling)[1,2]。但是,研究重力理论的最引人注目的动机来自宇宙学。例如,数据最受数据偏爱的通用模型,即starobinsky inftion,包括对GR的量子校正。最重要的是,在基于GR的标准λCDM模型的领域中,缺乏对当今宇宙加速扩张的令人满意的理解:它要求人们引入一种惊人的宇宙学常数或另一种形式的Ad Hoc Dark Energy,其本质仍然难以置信[3]。在任何情况下,即使承认黑暗能量的存在仍然留下λCDM的其他问题,例如哈勃张力[4,5],对同样神秘的暗物质的要求以及困扰着宇宙学和黑洞物理学的奇异性问题。因此,研究重力理论以解决或减轻这些问题是合理的。修改GR的最简单方法是添加标量(巨大的)自由度,这导致了Bransdicke Gravity [6]及其标量张紧概括[7-10]。f(r)重力理论被证明是标量调整理论的子类,非常受欢迎,可以解释当前的宇宙加速度而没有暗能量([11],有关评论,请参见[12-14])。在过去的十年中,旧的Horndeski Gravity [15]进行了重新审视和研究(有关审查,请参见[16])。这类理论被认为是二阶运动方程式的最通用的标量张力重力,但随后发现,如果满足适当的退化条件,则更一般性的更一般的变性高阶标量表(DHOST)理论允许第二阶段的二阶方程(请参阅[17])。Horndeski和Dhost理论在其行为中包含任意功能,这使得方程非常繁琐,并且很难进行研究。多人事件GW170817/grb170817,[18,19]证实了以光速传播的引力波模式基本上排除了Horndeski理论,其具有最复杂的结构[20] [20] [20],但许多可能性(对应于动作中的四个免费)。因此,很难掌握这些理论及其解决方案的详细物理含义,许多工作必定仍与形式的理论方面相关,并寻求分析解决方案。当该理论的标量场的自由度φ的梯度是时代的[21-23]时,这种有效的流体描述是可能的。武装这些概念,可以将GR描述为重力的热平衡状态试图获得标量调节引力的物理直觉(包括可行的Horndeski理论),可以通过有效的脉动描述来解释它是富有成效的,其中(Jordan框架)方程将作为有效的EINSTEIN方程式和右手置于右手,以右手的方式写入,并以右侧的方式写入。耗散液[21 - 24]。在这种情况下,使用ECKART在耗散流体的第一阶热力学[25]中提出的三个本构关系[25],我们能够引入有效的“重力温度”,以及剪切和散装粘度粘度系数[24,26,27]。
tr框架并激励该报告,我们从现有的2G检测器科学协作的背景开始,并概述了当前使用的计算模型和方法。有关推动计算需求的科学的其他背景,请参阅3G科学案例报告。[1]高级LIGO/高级处女座协作(LVC)由位于汉福德(WA),利文斯顿(Livingston)(La)和PISA(意大利)的三个重力波(GW)干涉仪组成。在2015年9月,LVC开始了一系列高级ERA探测器运行,命名法“ O#”。o1从2015年9月到2016年1月,以及对GWS的首次检测,该运行以检测三个二进制黑洞(BBH)合并而告终。O2从2016年12月到2017年8月底运行。 以及对许多其他BBH合并的检测,O2首次看到合并的两个中子星(BNS)。 O3始于2019年4月1日,由于Covid-19-Pandemics施加的锁定,已于2020年3月27日终止。。 进一步预计日本干涉仪Kagra将加入即将到来的O4跑步。 从数据分析计算的角度来看,从O1到O2的过渡是搜索和参数估计阶段所需的计算能力的提高。 在搜索(检测)阶段,波形模板库的大小增加以适应较大的质量。 这些分析中最多的10个计算密集型占需求的90%,其余的70个尾巴很长。O2从2016年12月到2017年8月底运行。以及对许多其他BBH合并的检测,O2首次看到合并的两个中子星(BNS)。O3始于2019年4月1日,由于Covid-19-Pandemics施加的锁定,已于2020年3月27日终止。。 进一步预计日本干涉仪Kagra将加入即将到来的O4跑步。 从数据分析计算的角度来看,从O1到O2的过渡是搜索和参数估计阶段所需的计算能力的提高。 在搜索(检测)阶段,波形模板库的大小增加以适应较大的质量。 这些分析中最多的10个计算密集型占需求的90%,其余的70个尾巴很长。O3始于2019年4月1日,由于Covid-19-Pandemics施加的锁定,已于2020年3月27日终止。进一步预计日本干涉仪Kagra将加入即将到来的O4跑步。从数据分析计算的角度来看,从O1到O2的过渡是搜索和参数估计阶段所需的计算能力的提高。在搜索(检测)阶段,波形模板库的大小增加以适应较大的质量。这些分析中最多的10个计算密集型占需求的90%,其余的70个尾巴很长。在参数估计阶段中,虽然每次运行的计算成本几乎与O1中的计算成本相同,但GW来源的数量大大增加,以及BNS合并发现所需的探索性运行数量,导致计算成本爆炸。此外,这些发现提供了一个机会,可以进行不可预见的计算密集分析,以测量哈勃 - 莱默焦点常数H0,测试GR的有效性并限制中子星体的内部物理学。在其第三次观察跑步(O3)中,Ligo-Virgo协作估计其正在进行的数据分析计算要求为7亿CPU核心小时1年,以执行80个天体物理搜索,随访活动和检测器表征活动。大多数计算都由搜索“深”的“深”搜索“深”的高吞吐量计算(HTC)组成; 10%用于生成多通间剂(电磁,中微子)随访的快速警报所需的低延迟数据分析。几乎不需要高性能并行计算,而这些仿真不包括在本评估中。在O1期间,绝大多数计算能力是由专用的Ligo-Virgo群集(无论是现场还是在大型计算中心)提供的,在O2和O3期间,越来越多地使用了外部共享计算资源。共享外部计算资源的增长促使开发了分布式计算模型,类似于大型LHC协作使用的计算模型。此外,处女座,Ligo和Kagra的合作正在加入从部分互操作的计算资源转变为完全共享的共享常见计算基础架构