美国宇航局的 AWE 任务刚刚发布了数百万张太空重力波图像，揭示了大气力在天空中波动并影响地球上的技术。这是观察太空天气的全新窗口。在国际空间站( ISS )上完成第 3000次轨道飞行后，NASA 的大气波实验 ( AWE ) 发布了其首组科学数据。这一里程碑标志着在研究地球高层大气的细微变化如何导致扰动以及这些扰动如何影响地球和太空中的卫星、通信系统和GPS等技术方面迈出了重要一步。

美国宇航局的大气波实验 (AWE) 位于国际空间站的独特位置，可直接观测地球大气层，研究重力波如何穿过高层大气。AWE 收集的数据使科学家能够确定大气重力波的物理性质和特性，以及陆地天气如何影响电离层，从而影响与卫星的通信。图片来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心概念图像实验室

“我们发布了 AWE 仪器在太空中收集并传回地球的首批 3000 个轨道数据，”该任务首席研究员、犹他州立大学物理学教授 Ludger Scherliess 表示。“这是之前从未捕捉到的大气重力波图像。”

该数据集现已在线发布，其中包括由 AWE 的四台机载摄像机拍摄的 500 多万张夜间气辉和大气重力波图像。它还包含显示温度模式和气辉强度的经过处理的数据，可让您深入了解周围的空气和波浪的运动。

“AWE 提供了令人难以置信的图像和数据，让我们进一步了解不到十年前我们首次观察到的现象，”NASA 华盛顿总部 AWE 项目科学家 Esayas Shume 说道。“我们很高兴与广大科学界分享这组影响深远的数据集，并期待着发现更多。”

这张图片展示了该仪器两次飞越美国时 AWE 数据的组合。红色和橙色的波状结构显示地球大气气辉产生的红外光亮度（或辐射度）增加。图片来源：NASA/AWE/Ludger Scherliess

大气重力波是地球大气中自然产生的现象，受天气系统和地球地形的影响。尽管科学家多年来一直在研究这些波，但观测通常仅限于少数地面位置。AWE 现在可以提供更广阔的太空视角。

“借助 AWE 的数据，我们现在可以开始对数十、数百甚至数千公里范围内的海浪及其能量和动量进行近乎全球性的测量和研究，”Scherliess 说道。“这为该研究领域开启了全新的篇章。”

来自 AWE 的数据还将提供有关陆地和空间天气相互作用如何影响卫星通信、导航和跟踪的见解。

“我们每天都在使用卫星，包括 GPS 导航，这些都已经变得非常依赖卫星，”Scherliess 说道。“AWE 旨在将大气重力波的科学研究集中到我们的视野中，并利用这些信息更好地预测可能干扰卫星通信的太空天气。我们将与我们的合作者密切合作，以更好地了解这些观测到的重力波如何影响太空天气。”

AWE 科学团队成员聚集在犹他州立大学的任务控制室，查看安装在国际空间站外部的测绘仪器收集的数据。图片来源：SDL/Allison Bills

这台大号形状的 AWE 仪器被称为先进中层温度测绘仪（AMTM），由四台相同的望远镜组成。它安装在国际空间站外部，可以观测地球。

当空间站绕地球运行时，AMTM 的望远镜可以捕捉到地球表面长达 7000 英里的区域，记录大气重力波从低层大气进入太空的图像。AMTM 测量并记录特定波长的光亮度，可用于创建空气和波浪温度图。这些地图可以揭示这些波的能量以及它们如何在大气中移动。

AWE 首席研究员 Ludger Scherliess 向合作者简要介绍了早期 AWE 数据的初步分析。NASA 资助的这项任务提供的信息有助于科学家更好地了解地球天气如何影响太空天气。图片来源：SDL/Allison Bills

为了分析数据并将其公开，USU 的 AWE 研究人员和学生开发了新软件来应对前所未有的挑战。

“云层和地面的反射会使部分图像变得模糊，我们希望确保数据能够清晰准确地显示波浪传输的能量，”Scherliess 说道。“我们还需要确保来自测绘仪上四个独立 AWE 望远镜的图像正确对齐。此外，我们还需要确保来自空间站太阳能电池板的杂散光反射以及月光和城市灯光不会遮挡观测结果。”

随着科学家们继续推进这项任务，他们将研究全球各地重力波活动如何随季节变化。Scherliess 期待看到全球科学界将如何使用 AWE 观测结果。

他说：“通过这次任务收集的数据提供了前所未有的洞察，让我们了解地面天气对太空天气的作用。”

AWE 由犹他州洛根市的犹他州立大学领导，由位于马里兰州格林贝尔特的 NASA 戈达德太空飞行中心的探索者计划办公室管理。犹他州立大学的空间动力学实验室建造了 AWE 仪器并提供任务操作中心。

编译自/ScitechDaily