穿过层层阻挠,只为看月亮一眼,便知月亮是个多少瓦的大灯泡
文/有钳出品
我们知道灯泡有瓦数,瓦数越高,亮度越大。有时候我们看着又圆又亮的大灯泡就会发出感叹,这灯和月亮一样。
那么问题来了月亮又有多亮呢?
月亮离地球很近,我们对月球的关注相对于其他行星来说,还是比较高的。但是真的要你说月亮有多亮的时候,你是不是一下子懵了?
那么为什么会提出这个问题呢?
一般来说,科学家们通常是从地球上通过大气层观测月亮。这就会产生一定的干扰,从而导致我们计算从月球表面反射太阳光的量(一种称为光谱辐照度的测量方法)的时候,精度不超过97%。
之所以提出这个问题,当然是因为科学家们又有了新的进步了。他们新出了一个计划,这个新计划非常新颖,他们使用了美国宇航局的一架高空飞机,与众不同的是,它的飞行高度高达21.3公里(7万英尺)。这使它可以位于平流层和对流层之上,而我们知道对流层是地球大气层底部最厚的一层。穿透层层阻挠千里迢迢来看月亮,真是件浪漫的事。
通过这个有利的角度,将95%的大气干扰都排除在下面,月球的图像变得更加清晰。因此,美国国家标准与技术研究所(NIST)、美国宇航局(NASA)、美国地质调查局(USGS)和圭尔夫大学(University of Guelph)的科学家们希望,这一新计划能够使他们的测量精度达到99%以上。
这次有趣的任务被称为机载月球光谱辐照任务(air-LUSI) ,于11月中旬在 ER-2飞机上进行了一系列试飞。为什么要知道月亮有多亮?
因为假如我们拥有这些数据,实际上在其他方面对我们来说很重要。知道月球的亮度可以用来校准位于地球轨道上的卫星,并监测下面的行星。这些卫星可以是气象卫星,也可以是环境卫星,它们用来追踪并收集农作物、干旱,甚至是藻类的生长信息。
为了校准他们的传感器,这些卫星拍摄了一个亮度已知的光源图像作为标准,并将该图像与之前拍摄的其他光源图像进行比较。如果新的图像与已知的光源亮度不一致,卫星上的仪器就知道需要重新校准传感器,或者调整灵敏度。
许多卫星为此配备了一种叫做太阳能扩散板的装置。太阳光从扩散器上反射出来,卫星会将其拍下来进行校准。
但是由于太阳在太空中的强烈辐射,这些装置会随着时间的推移而退化,而且因为没有大气层干扰,所以这些装置可能放飞自我,让我们捉摸不透它的变化。另一方面,月球反射的太阳光更稳定,亮度也更接近地球。
因此,从理论上讲,月球将是完美的校准源。你所需要的只是地球、月球和卫星的相对位置,就能够预测月球的亮度——如果你有光谱辐照度的精确测量数据,或者在单独的波长带宽内单位面积的能量数据。具体测量月亮有多少"瓦"的方案
因此,在ER-2飞机上的一系列飞行中,研究小组测量了整个可见光谱和近红外光谱中的月光,范围从380纳米到1000纳米不等。他们测量的每个带宽只有几个纳米宽,以创建一个高度详细的月球亮度轮廓。
这些数据仍然在不断的被分析者,因为这只是其中的一部分。这次飞行只有几天的时间,它只是提供了月球的一个小快照,根据它的相位和它与太阳和地球的相对位置,从一个特定的有利位置变化亮度,这是一个19年的周期。
为了建立一个可靠可靠的月球亮度随时间变化的模型,可能需要在三到五年内进行安排更多的飞行航班(谢天谢地,不是19年!)
他们还在夏威夷的莫纳罗亚天文台进行数据收集观测。ER-2观测结果肯定有助于改进用于该实验的模型;作为回报,Mauna-Loa观测结果将显著增加数据库,当然,数据越多,结果就越准确。
所以99%准确的亮度曲线就要成了?它比以往任何时候都更加触手可及。所以,月亮你还是躲不过人类的。
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