月亮有多亮?考慮到它與地球的距離相對較近,而且我們一直在研究它,因此您認(rèn)為這是一個容易回答的問題。原來你錯了。
我們通常是通過地球從大氣層看月球。這就產(chǎn)生了足夠的干擾,使得月球表面反射的陽光量(一種稱為光譜輻照度的測量)無法以超過97%的準(zhǔn)確度進(jìn)行計算。
但是不用擔(dān)心??茖W(xué)家有一個計劃。它涉及使用高空飛行的美國國家航空航天局飛機(jī),其飛行高度可達(dá)21.3公里(70,000英尺)。這將其放置在平流層和對流層之上,即對流層,對流層是地球大氣層最厚的一層。
從這個有利的角度來看,95%的大氣干擾都在下方,使月球的圖片更加清晰。因此,來自美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院(NIST),美國國家航空航天局(NASA),美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)和圭爾夫大學(xué)的科學(xué)家希望這項新計劃可以使他們的測量精度提高到99%以上。
這個名為“機(jī)載月球光譜輻照度任務(wù)(air-LUSI)”的任務(wù)于11月中旬在ER-2飛機(jī)上進(jìn)行了一系列飛行。
他們不只是為了娛樂而嘗試計算月球各個階段的亮度(盡管聽起來確實很有趣)。
掌握這些數(shù)據(jù)實際上對我們來說很重要,因為月亮的亮度可以用來校準(zhǔn)位于地球軌道上的衛(wèi)星并監(jiān)視下面的行星。這些可以是氣象衛(wèi)星,也可以是環(huán)境衛(wèi)星,用于跟蹤作物,干旱,甚至藻華等事物。
為了校準(zhǔn)其傳感器,這些衛(wèi)星會拍攝亮度已知的光源的圖像,并將該圖像與先前拍攝的光源的其他圖像進(jìn)行比較。如果新圖像與光源的已知亮度不一致,則衛(wèi)星上的儀器會知道需要重新校準(zhǔn)傳感器或調(diào)整靈敏度。
為此,許多衛(wèi)星配備了所謂的太陽能擴(kuò)散板。陽光從散射器反射回來,通過衛(wèi)星對其進(jìn)行校準(zhǔn),您會認(rèn)為羅伯特是您母親的兄弟,對嗎?
好吧,不是那么快。一方面,這些擴(kuò)散器會隨著時間的推移而退化,這要歸功于太陽在太空中發(fā)出的苛刻輻射,在這里,它可以自由地進(jìn)行不受大氣影響的輻射。另一方面,月亮更穩(wěn)定地反射日光,其亮度與地球更相似。
因此,從理論上講,月球?qū)⑹抢硐氲男?zhǔn)源。您只需要地球,月球和衛(wèi)星的相對位置,并且應(yīng)該能夠預(yù)測月球的亮度-如果您對光譜輻照度或在單獨的波長帶寬中每單位面積的能量進(jìn)行了準(zhǔn)確的測量,則可以。
因此,在ER-2飛機(jī)上的一系列飛行中,該團(tuán)隊對從整個可見光到近紅外光譜(從380納米到1,000納米)的月光進(jìn)行了測量。他們測量的每個帶寬只有幾納米寬,以創(chuàng)建高度詳細(xì)的月球亮度分布。
團(tuán)隊仍在分析這些數(shù)據(jù),但這也只是圖片的一部分。因為飛行是跨越短短幾天并攏,它提供的月亮,它的亮度從一個特定的有利位置基于其相位變化,其相對位置到太陽和地球,這是只是一個小快照上19年的周期。
為了建立可靠而可靠的月球亮度模型,可能需要進(jìn)行更多的飛行,可能需要三到五年的時間(而不是19個,幸好不是19個)。
在進(jìn)行空中LUSI數(shù)據(jù)收集飛行之前,研究小組設(shè)計了一種表征大氣干擾的方法,因此可以從月球觀測中基本減去。
他們?nèi)栽谶M(jìn)行夏威夷莫納羅亞天文臺的數(shù)據(jù)收集觀測。ER-2的觀測結(jié)果無疑將有助于完善用于該實驗的模型;作為回報,Mauna Loa觀測值將大大增加數(shù)據(jù)池-當(dāng)然,數(shù)據(jù)越多,結(jié)果越準(zhǔn)確。