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太空飞行对地球大气的影响
I. 序言 新的太空技术和轨道商业机会催生了全球航天产业的指数级增长和快速变化。火箭发射、卫星再入和上级火箭将气体和气溶胶排放到从地球表面到低地球轨道的每一层大气层中。这些排放可能会影响气候、臭氧水平、中层云量、地面天文学以及热层/电离层成分。航天产业的增长速度令人印象深刻：发射和再入质量通量最近每三年翻一番（Lawrence 等人，2022 年）。根据行业预测，到 2040 年，太空活动将继续增加至少一个数量级（Ambrosio 和 Linares，2024 年）。大型低地球轨道 (LEO) 卫星星座正在改变航天产业，因此到 2040 年，计划中的系统每年将需要发射和处置超过 10,000 颗卫星到大气层中。到 2040 年，以液化天然气 (LNG) 燃料发动机为动力的重型运载火箭预计将成为发射活动的主导 (Dominguez 等人，2024)。航天工业向大气排放的范围和性质正在急剧增长和变化 (Shutler 等人，2022)。发射和再入气溶胶排放量估计表明，到 2040 年，许多计划中的大型低地球轨道星座将需要将发射吨位从目前的 3,500 tyr -1 增加到 30,000 tyr -1 以上 (Shutler 等人，2022)。火箭燃烧排放量将与有效载荷同步增加。蒸发空间碎片和废火箭级的再入排放量将从目前的每年 1,000 吨增加到每年 30,000 吨以上 (Shulz 和 Glassmeier 2021)。到 2040 年，全球发射和再入大气层颗粒物（黑碳和金属氧化物）排放到平流层的总通量将与自然陨石背景通量相当。这些估计不包括不确定但可能很重要的发射要求，例如 MEO（中地球轨道）和 GEO（地球静止赤道轨道）等轨道上的新太空系统或积极的月球或火星探索计划。发射和再入大气层排放量的上升是在人们对航天排放的成分和化学成分存在广泛知识缺口的情况下发生的。人们对大型液化天然气火箭的排放和影响知之甚少。最近发现，重返大气层的太空碎片中的金属已经存在于构成天然平流层硫酸盐层的 10% 颗粒中，这强调了迫切需要了解未来重返大气层数量级的增加将如何影响大气（Murphy 等人，2023 年）。显然，总体上缺乏评估未来航天排放影响所需的科学和工程模型、工具和数据。知识差距：为了应对这些日益增长的担忧，2021 年，Surendra P. 博士美国宇航局艾姆斯研究中心的 Sharma 组织并领导了一个多机构工作组（航空航天公司的 Martin Ross 博士、NOAA/CSL（美国国家海洋和大气管理局/化学科学实验室）的 Karen Rosenlof 博士、科罗拉多大学 NOAA CSL 化学与气候过程组的 Chris Maloney 教授、哥伦比亚大学的 Kostas Tsigaridis 以及 GISS/NASA（戈达德空间研究中心/美国国家航空航天局）的 Gavin Schmidt 博士），在美国宇航局内部资金（地球科学部）的支持下，分析了预测发射和再入排放全球影响的模型的有效性和可信度，以及可用于验证这些模型的数据。该小组确定了对该现象的基本科学理解方面的关键差距，包括建模技术和
太空飞行对地球大气的影响
I.序言中的新空间技术和轨道上的商业机会导致了一个成倍增长且快速变化的全球空间行业。火箭发射并重新进入卫星和上层阶段，将气体和气溶胶散发到从地球表面到低地轨道的大气中的每一层。这些排放可能影响气候，臭氧水平，中层云彩，地面天文学和热层/电离层组成。空间行业的增长率令人印象深刻：发射和重新进入质量通量最近大约每三年增加一倍（Lawrence等，2022）。太空活动将继续增加到2040年的数量级（Ambrosio and Linares，2024年）。空间行业正在由大型低地轨道（LEO）卫星星座进行转换，因此到2040年计划的系统将需要每年推出10,000多颗卫星，并将其处置到大气中。由液态天然气（LNG）燃料发动机提供动力的重型升力火箭将在2040年到2040年（Dominguez等，2024）主导。空间行业排放到大气的范围和特征正在从根本上增长和变化（Shutler等，2022）。估计发射和再入气溶胶排放量表明，许多计划的大型LEO星座将需要从当前的3,500 Tyr -1增加到30,000 Tyr -1到2040年的发射吨位（Shutler等人，2022年）。火箭燃烧的排放将随着有效载荷而增加。努力。从汽化的空间碎片和用过的火箭阶段回归的排放量将从目前的每年1,000吨增加到每年30,000吨以上（Shulz and Glassmeier 2021）。到2040年，进入平流层的发射和再入颗粒物（黑碳和金属氧化物）排放的总全局通量将与自然的气象背景通量相媲美。这些估计值不包括新轨道中新空间系统的不确定但可能有重要的发射要求，例如Meo（中等地球轨道）和地理赤道轨道（地球赤道轨道），也可能是月球或火星探索的积极进程。面对太空飞行排放的构成和化学差距，发射和重新进入的排放率正在发生。对大型LNG火箭的排放和影响知之甚少。最近发现，构成天然平流层硫酸盐层的10％的颗粒中已经存在了重新进入空间碎屑的金属，这强调了迫切需要了解重新进入的即将到来的数量级如何影响大气（Murphy等人，2023年）。显而易见的是，总体上缺乏评估未来太空排放影响所需的科学和工程模型，工具和数据。小组确定了对现象的基本科学理解的关键差距，包括建模技术和知识差距：应对这些日益严重的关注，在2021年，Surendra P. Sharma博士，NASA AMES研究中心，组织和领导多机构工作组（Martin Ross博士，航空航天公司Martin Ross博士； Karen Rosenlof博士； Karen Rosenlof博士，NOAA/CSL，NOAA/CSL（NOAA/CSL）科罗拉多州哥伦比亚大学的Kostas Tsigaridis；
宇宙射线 μ 子电荷比
在 NIPNE-HH 布哈拉斯特运行的 WILLI 电磁光谱仪装置已被改造，用于测量大气中 μ 子通量的电荷比。实验方法基于对负 μ 子在物质中停止时的有效寿命与正 μ 子的寿命相比的减少的观察。该方法给出了准确的结果，避免了磁谱仪的困难和系统误差，并且详细研究了技术程序，并通过开发紧凑而灵活的测量设备进行了演示。铝被用作最佳吸收材料，这是最大限度地缩短因核俘获而导致的寿命和通过延迟电子与停止 μ 子结合观察到的停止 μ 子率的折衷。本研究主要针对μ子的一个能量范围，为讨论所谓的大气中微子问题和研究大气中微子和反中微子通量提供了重要的信息。两个测量周期得到的结果是：
SPaCE 拭子
摘要：伤口感染常见于手术和创伤后，但很难诊断，而且客观临床参数定义不明确。伤口中的细菌与感染相关的假设是错误的；所有伤口都含有微生物，但并非所有伤口都受到临床感染。这使得临床医生很难确定真正的伤口感染，尤其是对于有致病生物膜的伤口。如果感染未得到适当治疗，致病毒力因子（如铜绿假单胞菌中的鼠李糖脂）会调节宿主的免疫反应并导致组织破坏。如果微生物深入宿主组织，则会导致危及生命的脓毒症。本文介绍了针对伤口中常见的五种重要临床微生物病原体的传感器开发：金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、白色念珠菌/耳念珠菌和粪肠球菌（SPaCE 病原体）。传感器包含封装自淬灭荧光染料的脂质体。SPaCE 感染病原体在早期感染伤口中表达的毒素会分解脂质体，触发染料释放，从而使传感器颜色从黄色变为绿色，这表明感染。五种临床细菌和真菌，每种多达 20 种菌株（共计 83 种），在猪烧伤离体伤口中生长为早期生物膜。然后擦拭生物膜，并将拭子放入脂质体悬浮液中。对猪伤口生物膜中选定病原体的种群密度进行了量化，并与比色反应相关联。超过 88% 的拭子打开了传感器（10 7 − 10 8 CFU/拭子）。一项初步临床研究表明，传感器开启与早期伤口感染之间存在良好的相关性。关键词：细菌感染、即时护理、伤口、生物膜、感染检测、脂质体、荧光染料
通过子频带光吸收
抽象过渡金属二甲化合物（TMD）分层半导体在光子，电子，光电和传感器设备的设计中具有巨大的潜力。然而，从近红外（NIR）到短波长红外（SWIR）的TMD的子频率光吸收不足以超出带隙极限。在此，我们报告说，MOS 2 /AU异质结构的子频率光响应可以通过所采用的电极制造方法进行牢固调节。我们在MOS 2 /AU异质结构中观察到多达60％的亚带gap吸收，其中包括杂交界面，其中通过溅射沉积应用了AU层。sub-Bandgap光的吸收大大增强是由于MOS 2和AU形成的平面腔。因此，可以通过改变MOS 2层的厚度来调整吸收光谱。在SWIR波长范围内的光电流增加，由于吸收增加而增加，这意味着可以从可见到SWIR的宽波长检测。我们还以1550 nm的激发波长达到了快速的光响应（〜150 µs）和高响应性（17 mA W -1）。我们的发现展示了一种使用金属电极工程的光学性质调制方法，并在宽带2D材料中实现SWIR光电进行。