Sterrekunde

Waarom word LUVOIR aktief verhit?

Waarom word LUVOIR aktief verhit?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Van die Wikipedia-bladsy oor LUVOIR-ontwerp:

Om die uiterste golffrontstabiliteit moontlik te maak vir koronagraafse waarnemings van aardagtige eksoplanete, bevat die LUVOIR-ontwerp drie beginsels. […]. Derdens word die teleskoop aktief verhit tot 'n presiese 270 K (26 ° F) om hitteversteurings te beheer.

Ek het altyd gedink hoe kouer 'n teleskoopspieël, hoe beter. Waarom word LUVOIR dan verhit?


Die hoofrede blyk te wees om te verhoed dat die spieëls en ander optiese koponente deur water en ander 'nie-vlugtige residue' toegesmeer en besmet word, wat die UV-prestasie uiters nadelig sal beïnvloed.

Emissiwiteit by 270K is nie te veel van die probleem nie, aangesien die instrument slegs 2 mikron uitwerk.

Die kwessie word kortliks bespreek in afdeling 8.1.10 van die LUVOIR-finale verslag.


NASA beskou sy volgende vlagskip-ruimteteleskoop

NASA staan ​​voor 'n verbasende uitdaging: voorspel die toestand van sterrekunde oor twee dekades en ontwerp 'n teleskoop vir daardie toekoms. Hierdie voorspelling is noodsaaklik omdat NASA & rsquos-vlagskip-missies, die Hubble-ruimteteleskoop en sterrewagte wat ons begrip van die heelal herdefinieer, ten minste soveel vooraf beplanning benodig. Vir die doel het die ruimteagentskap pas 'n reeks studies begin om vier moontlike groot missies en mdashone te oorweeg, waarvan die waarskynlikheid ongeveer 2035 sal begin.

In April begin vier & ldquoScience and Technology Definition Teams & rdquo wat bestaan ​​uit wetenskaplikes van regoor die wêreld, die verskillende voornemende vlagskepe te skets. In 2019 sal die spanne hul finale verslae oorhandig aan die National Academy of Sciences, wie se onafhanklike Decadal Survey-komitee NASA adviseer oor watter missie die hoogste prioriteit moet geniet. Van die begin van hierdie proses tot die voltooide konstruksie sal amper 20 jaar verloop. & ldquoSpace is moeilik. Hierdie dinge is groot, & rdquo sê Paul Hertz, direkteur van die NASA & rsquos Astrofisika-afdeling. & ldquo Dit neem lank om dit reg te doen. & rdquo

Die missies wat NASA oorweeg, word die Far-Infrared Surveyor, X-Ray Surveyor, Habitable-Exoplanet Imaging Mission (HabEx) en Large Ultraviolet-Optical-Infrared Surveyor (LUVOIR) genoem.


Droom oor die toekoms van groot teleskope, monster-ruimteteleskope wat teen die 2030's sou kon vlieg

Die James Webb-teleskoop van NASA, wat in die kunstenaar se konsepsie getoon word, sal meer inligting verskaf oor voorheen bespeurde eksoplanete. Na 2020 word verwag dat baie meer volgende generasie ruimteteleskope sal voortbou op wat dit ontdek. - Beeldkrediet: NASA

Met die onlangse bekendstelling van die Transito-satelliet vir eksoplanetopname(TESS) - wat op Woensdag 18 April 2018 plaasgevind het - is baie aandag gevestig op die volgende generasie ruimteteleskope wat in die komende jare die ruimte gaan inneem. Dit sluit nie net die James Webb-ruimteteleskoop, wat tans in 2020 beplan word, maar 'n paar ander gevorderde ruimtetuie wat teen die 2030's ontplooi sal word.

Dit was die onderwerp van die onlangse 2020 Decadal Survey for Astrophysics, wat vier vlagskipmissiekonsepte insluit wat tans bestudeer word. Wanneer hierdie missies die ruimte in neem, sal hulle optel waar missies hou Hubble, Kepler, Spitzer en Chandra gebly, maar sal groter sensitiwiteit en vermoë hê. As sodanig word daar van hulle verwag om baie meer oor ons Heelal en die geheime wat dit bevat, te openbaar.

Soos verwag, dek die missiekonsepte wat by die Decadal Survey 2020 ingedien is, 'n wye verskeidenheid wetenskaplike doelstellings - van die waarneming van verre swart gate en die vroeë heelal tot die ondersoek na eksoplanete rondom sterre in die omgewing en die bestudering van die liggame van die Sonnestelsel. Hierdie idees is deeglik deur die wetenskaplike gemeenskap gekeur, en vier is gekies om waardig te wees.

Kunstenaar se konsep van die Large Ultraviolet / Optical / Infrared Surveyor (LUVOIR) ruimteteleskoop. - Beeldkrediete: NASA / GSFC

Soos Susan Neff, die hoofwetenskaplike van die NASA se Cosmic Origins Program, in 'n onlangse persverklaring van NASA verduidelik het:

'Dit is speeltyd vir astrofisika. Ons wil al hierdie konsepte bou, maar ons het nie die begroting om al vier gelyktydig te doen nie. Die doel van hierdie dekadale studies is om lede van die astrofisikagemeenskap die beste moontlike inligting te gee, aangesien hulle besluit watter wetenskap om eers te doen. ”

Die vier geselekteerde konsepte sluit die Groot ultraviolet / optiese / infrarooi landmeter (LUVOIR), 'n reuse-ruimtelike sterrewag wat ontwikkel is in die tradisie van die Hubble-ruimteteleskoop. As een van twee konsepte wat deur NASA se Goddard Space Flight Center ondersoek word, vra hierdie missiekonsep 'n ruimteteleskoop met 'n massiewe gesegmenteerde primêre spieël wat ongeveer 15 meter (49 voet) in deursnee meet.

Ter vergelyking, die JWSTs (tans die mees gevorderde ruimteteleskoop) se primêre spieël het 'n deursnee van 6,5 m. Net soos die JWST, sou die spieël van LUVOIR bestaan ​​uit verstelbare segmente wat sou ontvou sodra dit in die ruimte ontplooi is. Aktuators en motors sal hierdie segmente aktief aanpas en in lyn bring om die perfekte fokus te verkry en lig op te neem van flou en ver voorwerpe.

Met hierdie gevorderde hulpmiddels sou LUVOIR direk beeld van die planete op die aarde kan maak en hul atmosfeer kan beoordeel. Soos wetenskaplike Aki Roberge verduidelik het:

'Hierdie missie is ambisieus, maar dit is die prys om uit te vind of daar lewe buite die sonnestelsel is. Al die tegnologiese lang pole word aangedryf deur hierdie doel ... Fisiese stabiliteit, plus aktiewe beheer op die primêre spieël en 'n interne koronagraaf ('n toestel om sterlig te blokkeer) sal die akkuraatheid van die picometer tot gevolg hê. Dit gaan alles oor beheer. '

Daar is ook die Origins ruimteteleskoop (OST), 'n ander konsep wat deur die Goddard Space Flight Centre nagestreef word. Baie soos die Spitzer-ruimteteleskoop en die Herschel Space Observatorysou hierdie ver-infrarooi sterrewag 10 000 keer meer sensitiwiteit bied as enige voorafgaande ver-infrarooi teleskoop. Die doelwitte daarvan sluit in die waarneming van die verste uithoeke van die heelal, die opsporing van die waterpad deur ster- en planeetvorming en soek na tekens van lewe in die atmosfeer van eksoplanete.

Sy primêre spieël, wat ongeveer 9 m (30 voet) in deursnee sou meet, sou die eerste aktief afgekoelde teleskoop wees, wat sy spieël op 'n temperatuur van ongeveer 4 K (-269 ° C -452 ° F) hou en sy detektore op 'n temperatuur van 0,05 K. Om dit te bereik, sal die OST-span vertrou op vlieënde lae sonskerms, vier kriokoelers en 'n deurlopende adiabatiese demagnetiseringskas (CADR) in meer fases.

Artist se konsep van die die Origins Space Telescope (OST). - Beeldkrediete: NASA / GSFC

Volgens Dave Leisawitz, 'n Goddard-wetenskaplike en OST-wetenskaplike, is die OST veral afhanklik van groot skikkings supergeleidende detektors wat die miljoene pixels meet. "As mense oor tegnologiese leemtes in die ontwikkeling van die Origins-ruimteteleskoop vra, vertel ek hulle dat die drie belangrikste uitdagings opspoorders, detektore, detektors is," het hy gesê. 'Dit gaan alles oor die detektors.'

Spesifiek sou die OST staatmaak op twee opkomende soorte detektors: Oorgangsensors (TES's) of kinetiese induktansedetektors (KID's). Terwyl dit nog relatief nuut is, word TES-detektore vinnig ryp en word dit tans in die HAWC + -instrument gebruik aan boord van die NASA se Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA).

Dan is daar die Bewoonbare Exoplanet Imager (HabEx) wat ontwikkel word deur NASA se Jet Propulsion Laboratory. Soos die LUVOIR, sou hierdie teleskoop ook planeetstelsels direk afbeeld om die samestelling van planete se atmosfeer met 'n groot gesegmenteerde spieël te ontleed. Daarbenewens sou dit die vroegste tydperke in die geskiedenis van die heelal en die lewensiklus van die massiefste sterre bestudeer, en sodoende lig werp op hoe die elemente wat nodig is vir die lewe gevorm word.

Net soos LUVOIR, sou HabEx in staat wees om studies in die ultraviolet-, optiese en naby-infrarooi golflengtes te doen, en die helderheid van 'n ouerster te kan blokkeer sodat dit kan sien dat die lig weerkaats word van enige planete wat dit wentel. Soos Neil Zimmerman, 'n NASA-kenner op die gebied van koronografie, verduidelik het:

'Om 'n planeet direk na 'n nabygeleë ster om te beeld, moet ons 'n geweldige versperring in dinamiese omvang oorkom: die oorweldigende helderheid van die ster teen die dowwe weerkaatsing van die sterlig van die planeet af, met net 'n klein hoek wat die twee skei. Daar is geen oplossing vir hierdie probleem nie, want dit is so anders as enige ander uitdaging in waarnemingsterrekunde. '

Kunstenaar se weergawe van die Habitable Exoplanet Imager (HabEx) ruimteteleskoop. - Beeldkrediete: NASA / JPL

Om hierdie uitdaging die hoof te bied, oorweeg die HabEx-span twee benaderings, wat eksterne blomvormige sterskakerings insluit wat lig blokkeer en interne krone wat voorkom dat sterlig die detektor bereik. 'N Ander moontlikheid wat ondersoek word, is om koolstof-nanobuisies op die koronagrafiese maskers aan te wend om die patrone van enige lig wat deurbreek, te verander.

Laaste, maar nie die minste nie, is die X-straalopnemer bekend as Lynx word ontwikkel deur die Marshall Space Flight Centre. Van die vier ruimteteleskope is Lynx die enigste konsep wat die heelal in X-strale ondersoek. Met behulp van 'n X-straal-mikrokalorimeter-beeldspektrometer sal hierdie ruimteteleskoop X-strale opspoor wat afkomstig is van Supermassive Black Holes (SMBH's) in die middel van die vroegste sterrestelsels in die heelal.

Hierdie tegniek bestaan ​​uit X-straalfoto's wat 'n detektor se absurdes tref en hul energie omskakel na hitte, wat met 'n termometer gemeet word. Op hierdie manier sal Lynx sterrekundiges help ontsluit hoe die vroegste SMBH's ontstaan ​​het. Soos Rob Petre, 'n Lynx-studielid by Goddard, die missie beskryf het:

'Daar is waargeneem dat supermassiewe swart gate baie vroeër in die heelal bestaan ​​as wat ons huidige teorieë voorspel. Ons verstaan ​​nie hoe sulke massiewe voorwerpe gevorm het so kort na die tyd toe die eerste sterre kon gevorm het nie. Ons het 'n X-straalteleskoop nodig om die heel eerste supermassiewe swart gate te sien om die teorieë te verskaf oor hoe dit gevorm het. '

Kunstenaar se indruk van die X-ray Surveyor (Lynx) ruimteteleskoop. - Beeldkrediete: NASA / MSFC

Ongeag watter missie NASA uiteindelik kies, die agentskap en individuele sentrums het in gevorderde instrumente begin belê om sulke konsepte in die toekoms na te streef. Die vier spanne het in Maart hul tussentydse verslae ingedien. Teen volgende jaar sal hulle na verwagting finale verslae vir die Nasionale Navorsingsraad (NRC) voltooi, wat gebruik sal word om die aanbevelings aan NASA in die komende jare in kennis te stel.

Soos Thai Pham, die tegnologie-ontwikkelingsbestuurder van NASA se Astrophysics Program Office, aangedui het:

'Ek sê nie dit sal maklik wees nie. Dit sal nie wees nie. Dit is ambisieuse missies met groot tegniese uitdagings, waarvan baie oorvleuel en op almal van toepassing is. Die goeie nuus is dat die grondslag nou gelê word. ”

Aangesien TESS nou ontplooi is en die JWST teen 2020 van plan is, sal die lesse wat in die volgende paar jaar geleer is, beslis in hierdie missies opgeneem word. Op die oomblik is dit nie duidelik watter van die volgende begrippe teen die 2030's in die ruimte gaan wees nie. Tussen hul gevorderde instrumente en die lesse wat uit vorige missies geleer is, kan ons egter verwag dat hulle diepgaande ontdekkings oor die heelal sal doen.

As u van ons keuse van inhoud hou, kan u dit oorweeg om Universal-Sci op sosiale media te volg:


Nuwe navorsing oor Saturnus & # 8217 s geologies aktiewe maan Enceladus

'N Onlangse studie het nuwe insigte gelewer oor hoe die warm interieur van Saturnus se geologiese aktiewe maan Enceladus miljarde jare volgehou kan word. Krediete: NASA / JPL / Space Science Institute

'N Nuwe studie deur Europese en Amerikaanse navorsers toon dat hitte van wrywing hidrotermiese aktiwiteit op Saturnus se maan Enceladus vir miljarde jare kan aandryf as die maan 'n baie poreuse kern het.

Die studie, gepubliseer in die tydskrif Nature Astronomy, help om 'n vraag op te los waarmee wetenskaplikes al 'n dekade worstel: Waar kom die energie om die buitengewone geologiese aktiwiteit op Enceladus aan te dryf?

Cassini het bevind dat Enceladus hoë, geiseragtige strale van waterdamp en ysige deeltjies, insluitende eenvoudige organiese stowwe, van warm breuke naby sy suidpool bespuit. Bykomende ondersoek het aan die lig gebring dat die maan 'n wêreldsee onder sy ysige kors het, waaruit die strale die ruimte in waai. Verskeie bewyse van Cassini dui aan dat hidrotermiese aktiwiteit en warmwater wat chemies met rotse in wisselwerking tree op die seebodem plaasvind.

Een van hierdie lyne was die opsporing van klein rotskorrels wat afgelei is as die produk van hidrotermiese chemie wat plaasvind by temperature van minstens 90 grade Celsius. Die hoeveelheid energie wat benodig word om hierdie temperature te produseer, is meer as wat wetenskaplikes dink deur radioaktiewe elemente in die binneland kan verval.

Hierdie afbeelding van ESA (die Europese Ruimteagentskap) illustreer hoe water binne Saturnus se maan Enceladus kan verhit word. Krediete: ESA / NASA / JPL-Caltech / SSI / LPG-CNRS / U. Nantes / U. Woede

& # 8220Waar Enceladus die volgehoue ​​krag kry om aktief te bly, was nog altyd 'n raaisel, maar ons het nou in meer besonderhede oorweeg hoe die struktuur en samestelling van die maan se rotsagtige kern 'n sleutelrol kan speel in die opwekking van die nodige energie, & # 8221 sê die studie se hoofskrywer, Gaël Choblet van die Universiteit van Nantes in Frankryk.

Choblet en mede-outeurs het bevind dat 'n los, rotsagtige kern met 20 tot 30 persent leë ruimte die ding sou doen. Hul simulasies toon dat, terwyl Enceladus om Saturnus wentel, gesteentes in die poreuse kern buig en saam vryf, wat hitte opwek. Die los binnekant laat ook water uit die oseaan diep toe, waar dit warm word, dan opkom en chemies met die rotse inwerk. Die modelle wys dat hierdie aktiwiteit 'n maksimum by die maan- en pale moet wees. Plomme van die warm, mineraalbelaaide water stroom vanaf die seebodem en beweeg opwaarts, en verdun die maan en die ysskulp van onder tot slegs 1 tot 5 kilometer (1 tot 5 kilometer) aan die suidpool. (Die gemiddelde wêrelddikte van die ys is vermoedelik ongeveer 20 tot 25 kilometer.) En dieselfde water word dan deur breuke in die ys in die ruimte uitgestoot.

Die studie is die eerste wat verskeie sleutelkenmerke van Enceladus wat deur Cassini waargeneem is, verklaar: die globale oseaan, interne verhitting, dunner ys aan die suidpool en hidrotermiese aktiwiteit. Dit verklaar nie waarom die noord- en suidpool tog so verskillend is nie. Anders as die gemartelde, geologiese vars landskap in die suide, is Enceladus & # 8217 noordelike uiterstes swaar gekrater en oud. Die outeurs merk op dat indien die ysskulp aanvanklik effens dunner in die suide was, dit mettertyd tot wegholverhitting sou lei.

Die navorsers skat dat, met verloop van tyd (tussen 25 en 250 miljoen jaar), die hele volume Enceladus & # 8217 oseaan deur die kern van die maan gaan. Dit word geskat op 'n hoeveelheid water gelyk aan twee persent van die volume van die Aarde en die oseane.

Buig van Enceladus & # 8217 ysige kors weens die gety van Saturnus is voorheen as 'n hittebron beskou, maar modelle het getoon dat dit nie genoeg volgehoue ​​krag sou lewer nie. Die oseaan in Enceladus sou binne 30 miljoen jaar gevries het. Alhoewel vroeëre studies geskoei is hoe getywrywing hitte in die maan se kern kan genereer, het hulle eenvoudiger aannames gemaak of die maan in slegs twee dimensies gesimuleer. Die nuwe studie het die kompleksiteit van die model verhoog en Enceladus in 3-D gesimuleer.

Alhoewel die wetenskapspan van Cassini jare lank vermoed het dat 'n poreuse kern 'n belangrike rol in die geheim van Enceladus se warm interieur kan speel, bring hierdie studie volgens NASA se Cassini 'n paar meer onlangse bewyse op 'n baie elegante manier saam. Projekwetenskaplike Linda Spilker by die agentskap en Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Kalifornië. & # 8220Hierdie kragtige navorsing maak gebruik van nuwer besonderhede & # 8212 naamlik dat die oseaan wêreldwyd is en hidrotermiese aktiwiteit het & # 8212 wat ons net die afgelope paar jaar nie gehad het nie. Dit is 'n insig dat die missie tyd nodig het om te bou, die een ontdekking op die ander, & # 8221 het sy gesê.

Die Cassini-ruimtetuig, wat in 1997 van stapel gestuur is, wentel om Saturnus van 2004 tot 2017. Cassini het talle dramatiese ontdekkings gedoen, waaronder die verrassende aktiwiteit op Enceladus en vloeibare metaansee op Saturnus se grootste maan, Titan. Cassini het sy reis op 15 September 2017 afgesluit met 'n dramatiese duik in die atmosfeer van Saturnus en sy unieke wetenskaplike gegewens teruggegee totdat hy kontak met die aarde verloor het.

Publikasie: Gaël Choblet, et al., & # 8220Powering langdurige hidrotermiese aktiwiteit in Enceladus, & # 8221 Nature Astronomy (2017) doi: 10.1038 / s41550-017-0289-8


Die gras kan aan die ander kant rooier wees

Redakteur en opmerking: Astrobites is 'n gegradueerde-student-bestuur organisasie wat verteer astrofisiese literatuur vir voorgraadse studente. As deel van die vennootskap tussen die AAS en astrobiete, plaas ons die astrobiete-inhoud een keer per week hier by AAS Nova. Ons hoop dat u hierdie pos van astrobiete geniet. Die oorspronklike kan gesien word op astrobites.org!

Titel: Natuurlike en kunsmatige spektrale rande in eksoplanete
Skrywers: Manasvi Lingam, Abraham Loeb
Instelling van die eerste outeur: Harvard-Smithsonian Sentrum vir Astrofisika
Status: Ingedien by ApJL, vrye toegang

Die ontploffing in die aantal ontdekte eksoplanete - veral interessante stelsels met aardplanete in die bewoonbare gebied - het baie aandag getrek. Ons beweeg nog een stap nader aan die uiteindelike vraag: is ons alleen? Vandag se papier kyk na sekere kenmerkende spektrale eienskappe wat veroorsaak kan word deur & # 8220buiteaardse plante & # 8221, of selfs gekker: gevorderde beskawings.

Die lug is blou en al die blare is groen

Al ooit gewonder waarom die meeste plante groen lyk? Die eerste antwoord wat u kan kry, is as gevolg van chlorofil, die groen pigmente wat verantwoordelik is vir fotosintese. Plante doen fotosintese om water en CO om te skakel2 suiker en suurstof gebruik deur energie van die son te gebruik. Maar 'n mens kan verder vra: waarom is chlorofil groen? Wel, chlorofil absorbeer lig hoofsaaklik in die reeks vanaf

650 nm (rooi). Dit werk binne die sigbare spektrum, maar is nie so doeltreffend in groen lig nie. In sigbare lig word die fotone met 'n groen golflengte dus die meeste weerspieël, wat die kleur wat ons sien, produseer. Dit veroorsaak die klein stamp van die blaarreflektansie naby 500 nm (0,5 μm) in Figuur 1. Let op die skerp spring van refleksie wat ongeveer 0,7 μm begin en in die infrarooi gaan. Hierdie sogenaamde & # 8220red edge & # 8221 kan 'n nuttige funksie wees vir die opsporing van plantegroei op planete, aangesien min stowwe in die natuur so 'n hoë weerkaatsingsvermoë in die golflengte het. Die sterkte van die rooi randfunksie word op aarde gebruik om die groei van plantegroei (soos gewasse) te monitor. Stel jou voor dat as ons oë 'n bietjie meer sensitief vir rooi is, sal ons die wêreld baie anders sien met plante wat rooi (en baie helderder) word!

Figuur 1. Die weerkaatsing R vir silikon-gebaseerde sonselle (swart) en plante (rooi), getoon as 'n funksie van golflengte λ. Die pieke in die reflektiwiteit in die UV-streek van silikon en by 0,7 μm plante is die duidelike & # 8220spektrale rande & # 8221. [Lingam & amp Loeb 2017]

Ons het meer energie nodig!

In die hedendaagse referaat ondersoek die outeurs ook met vrymoedigheid die moontlike & # 8220 kunsmatige spektrale rande & # 8221 - dit wil sê gevorderde beskawings wat die planeetoppervlak so verander dat dit ook die waarneembare spektra verander. Dit is moontlik om aan te neem dat gevorderde beskawings 'n metode sal vind om energiekrisisse te hanteer. Een moontlike manier is om 'n aansienlike hoeveelheid energie van die ster te benut deur groot skikkings sonselle te konstrueer. Dit is veral relevant vir planete rondom M-sterre soos Proxima b, waar die dagskerm permanent verlig word. Die sonselle is gemaak van halfgeleiers (gewoonlik silikon), wat 'n energiegaping tussen die valensieband en die geleidingsband het. Fotone met energieë kleiner as die bandafstand is verstrooi, wat hoë weerkaatsing veroorsaak, soortgelyk aan plante, maar met 'n korter golflengte in UV. Die outeurs het 'n hipotetiese scenario ondersoek waarin planete bedek is met megaskaal skikkings van sonselle, wat die reflektansie vir silikongebaseerde sonselle in Figuur 1 toon.

Figuur 2. Skematiese illustrasie van terraformasie op exo-planete wat in die getye geblokkeer is. Fotovoltaïese skikkings aan die dagkant word gebruik om sterrenergie in te span, wat aan die nagkant weer as hitte en lig versprei word. [Lingam & amp Loeb 2017]

Dit sê natuurlik nie dat ons môre buitenaardse lewe gaan vind nie, maar dit is nuttig om die moontlike inligting wat in die weerkaatsde lig verborge is, in gedagte te hou. Die laaste ding wat ons wil hê, is immers om die teken te sien en dit tog te mis.

Oor die skrywer, Shang-Min Tsai:

Ek is 'n derdejaar PhD-student aan die Universiteit van Bern en deel van die Exoplanets & amp Exoclimes Group onder leiding van prof. Kevin Heng. Ons ontwikkel verskillende open-source instrumente om eksoplanete te bestudeer. Ek werk aan die modellering van atmosferiese chemie en dinamika. As ek nie kodeer of foutopspoor nie, geniet ek basketbal en speel bordspeletjies.

6 opmerkings

Pingback: Die gras kan aan die ander kant rooier word - MeasurementDataBases for Industry & amp Science


Wat weet ons van die kern van nabygeleë sterrestelsels?

Die kort antwoord is redelik baie, maar ons het Webb & rsquos-metings nodig om presies te modelleer hoe aktiewe galaktiese kerne hul gasheerstelsels beïnvloed.

Seyfert-sterrestelsels is nader aan die aarde, meestal tienmiljoene ligjare weg, wat beteken dat ons hul baie helder aktiewe galaktiese kerne sowel as hul omliggende sterrestelsels kan waarneem. Seyfert-sterrestelsels is die gevolg van interaksies tussen sterrestelsels. Daar is twee of meer sterrestelsels wat aktief bots, of een sterrestelsel het verbygegaan en interaksie gehad, maar nie saamgevoeg met 'n ander sterrestelsel nie. Hierdie interaksies kan veroorsaak dat meer gas en stof na die middel van hul sterrestelsels val.

Die uiters helder sentrale streke van die Seyfert-sterrestelsels verdoesel dikwels die baie dowwer sterre in die skywe naby die sterrestelsels en sentrums, maar waarnemings wat in 'n verskeidenheid golflengtes van die lig gedoen word, het navorsers gehelp om te skei wat rondom hul aktiewe galaktiese kerne gebeur en wat elders gebeur. in die samewerkende sterrestelsels.

In sigbare lig lyk Hercules A soos 'n tipiese elliptiese sterrestelsel. In X-straallig verskyn 'n reuse-wolk van multimiljoen-grade gas wat deur die opwekking van materie opgewarm word in sy sentrale supermassiewe swart gat. Radiolig toon deeltjiesstrale van die swart gat wat byna 1 miljoen ligjare lank strek. Krediet: X-straal: NASA / CXC / SAO visueel: NASA / STScI radio: NSF / NRAO / VLA.

Hierdie deurmekaar mashups lyk baie soos u & rsquod in sigbare lig verwag: sterrestelsels wat saamsmelt, is verkeerd gevorm of het baie helder kerne. Dit is eers voordat jy dit in die X-straal- en radiolig sien, en daar sien baie meer plaasvind buite die sterrestelsels en spiraalarms. Aangesien hul kragtige aktiewe galaktiese kerne met mekaar in wisselwerking is, stuur hulle 'n geweldige hoeveelheid gas & ndash bekend as strale & ndash in teenoorgestelde rigtings. Hierdie stralers kan miljoene kilometers per uur beweeg en verder strek as die breedte van die sterrestelsels, wat reuse-lobbe skep wat in radiolig opspoorbaar is.

Die James Webb-ruimteteleskoop sal ons help om presies te leer wat en rondom die aktiewe galaktiese kerne plaasvind. Neem byvoorbeeld die sterrestelsel NGC 4151, wat 'n aktiewe, uitstraal-supermassiewe swart gat het met 'n massa van ongeveer 40 miljoen keer groter as die son. Sterrekundiges sal Webb gebruik om die swartgat- en rsquos-massa meer presies te meet, wat ons sal help om meer te leer oor hoe 'n swart gat voed en hoe dit die omliggende sterrestelsel beïnvloed. Aangesien die meeste sterrestelsels 'n supermassiewe swart gat bevat, sal dit ons begrip van baie sterrestelsels regoor die kosmos verbeter as ons van hierdie nabygeleë sterrestelsel leer.


JSU 1877 jackson staatsuniversiteit

Die Departement Fisika, Atmosferiese Wetenskappe en Geowetenskap groei vinnig en het 'n verskeidenheid aktiewe navorsingsgebiede wat optika en fotonika, meteorologiese waarnemings, modellering en voorspelling van berekeningswetenskappe, nano-tegnologie, materiaalwetenskap, hernubare energie, aard- en ruimtewetenskap insluit. , en wetenskaponderwys. Onderrig (moderne onderriginstrumente en -metodes) en diens (goeie samewerking met ander eenhede en organisasies en die speel van ondersteunende rolle vir plaaslike skoolstelsels en gemeenskapskollegestelsels) is ook sleutelkomponente van die program. Studente studeer met voldoende selfbeeld en kennis om verantwoordelikhede te aanvaar wat deur die samelewing opgelê word.

Voorgraadse kursusse vir nie-fisika-hoofvakke

PHY 151 (3) Inleiding tot fisika.'N Inleiding tot sommige van die basiese konsepte van fisika, wat bedoel is vir hoofvakvakke vir wetenskaplike geletterdheid en ook vir studente wat 'n ervaring in fisika wil hê voordat hulle PHY 201 of 11 volg. Hierdie kursus voldoen aan die Core II fisiese wetenskaplike vereiste.

PHY 201, PHYL 201 (3, 1) Basiese fisika I met laboratorium. Voorvereistes: MATH 111 en 112, of MATH 118. Inleiding tot meganika, golfbeweging, klank en hitte, vir wetenskaplike hoofvakke waarvan die leerplan moontlik nie die calculus bevat nie. Weeklikse laboratoriumeksperimente word uitgevoer in die areas wat deur die lesingkursus gedek word.

PHY 202, PHYL 202 (3, 1) Basiese Fisika II met laboratorium. Voorvereiste: PHY 201. 'n Voortsetting van PHY 201. Inleiding tot elektrisiteit, magnetisme, optika en moderne fisika. Weeklikse laboratoriumeksperimente versterk die materiaal wat in die lesingkursus behandel word.

PHY 211, PHYL 211 (4, 1) Algemene fisika I met laboratorium. Voorvereiste: MATH 231. Inleiding tot meganika, golfbeweging, klank en hitte. Calculusgebaseerd en meer intensief as PHY 201. Weeklikse laboratoriumeksperimente versterk die materiaal wat in die lesingkursus behandel word.

PHY 212, PHYL 212 (4, 1) Algemene Fisika II met laboratorium. Voorvereistes: PHY 211, MATH 232. 'n Calculus-gebaseerde voortsetting van PHY 211. Inleiding tot elektrisiteit, magnetisme, optika en moderne fisika. Weeklikse laboratoriumeksperimente versterk die materiaal wat in die lesingkursus behandel word.

Voorgraadse kursusse vir hoofvakke in fisika

Vir meer inligting moet hoofvakke in fisika die inligting oor die voorgraadse fisika-program hier sien.

PHY 198, 199, 298, 299, 398, 399, 498, 499 (.5 elk) Fisika-seminaar.Aanbieding en bespreking van huidige fisika-onderwerpe en navorsing deur studente, fakulteite en besoekers. Daar word van alle hoofvakke in fisika verwag om deel te neem.

PHY 216 (3) Moderne fisika. Voorvereiste: PHY 212. 'n Inleiding tot relatiwiteit en kwantumeffekte insluitend atoomstruktuur en spektra, kernstruktuur en reaksies en hoë-energie-fisika.

PHY 241 (4) Inleiding tot sterrekunde. 'N Inleidende oorsig van die sonnestelsel, sterre, newels en sterrestelsels, met bespreking van die kosmologie, die lewe in die heelal en die ruimteprogram. Sluit weeklikse observatoriumsessies in. Hierdie kursus voldoen aan die Core II fisiese wetenskaplike vereiste.

PHY 242 (4) Die lewe in die heelal. 'N Ondersoek van die voorwaardes wat nodig is vir die bestaan ​​van lewe in die heelal en van die moontlikhede vir die opsporing van sodanige lewe en vir kommunikasie met die intelligente lewe. Relevante basiese sterrekunde is ingesluit.

PHY 251 (4) Kosmologie vir nie-wetenskaplikes. 'N Studie van die struktuur, oorsprong en evolusie van die heelal. Sluit relevante basiese sterrekunde in en bespreking van fundamentele waarnemings.

PHY 261 (2) Atrofotografie. 'N Inleiding tot fotografiese beginsels en basiese waarnemingstegnieke in sterrekunde. Die klem val op inligting vir die amateur, maar professionele waarnemings word ook bespreek.

PHY 311 (3) Teoretiese Meganika I. Voorvereistes: PHY 211, en MATH 232. 'n Moderne behandeling van klassieke meganika, insluitend enkeldeeltjie-dinamika, ossillasies, gravitasie, die berekening van variasies. Lagrangiese en Hamilton-dinamika, en sentrale kragbeweging.

PHY 312 (3) Teoretiese Meganika II. Voorvereiste: PHY 311. 'n Voortsetting van PHY 311, insluitend die bestudering van stelsels deeltjies, nie-intrige verwysingsraamwerke, rigiede dinamika, gekoppelde ossillasies, deurlopende stelsels, die golfvergelyking en die spesiale relatiwiteitsteorie.

PHY 328 (4) Digitale elektronika vir wetenskaplikes. Voorvereiste: PHY 212. 'n Inleiding tot digitale elektronika en mikrorekenaars, insluitend digitale logika, programmering en koppelvlak van mikro-rekenaars, en toepassings van mikrorekenaars op projekte van belang vir die natuurwetenskaplike.

PHY 329 (4) Analoge elektronika vir wetenskaplikes. Voorvereiste: PHY 212. 'n Inleiding tot analoog elektronika, insluitend DC- en AC-stroombaanontleding, brontransformasies, halfgeleiertoestelle, wiskundige modelle van halfgeleiertoestelle, en 'n oorsig van die gebruik van moderne lineêre geïntegreerde stroombane in toepassings wat van belang is vir die gevorderde fisiese wetenskapstudent. .

PHY 330W (3) Metodes van eksperimentele fisika I. Voorvereiste of kernvereiste: PHY 216. Hoofsaaklik 'n laboratoriumkursus wat bestaan ​​uit lesings en gevorderde eksperimente in elektronika, optika, moderne fisika en sterrekunde. Voldoen aan skryfwerk oor die kurrikulumvereistes.

PHY 342 (3) Optika. Voorvereiste: PHY 216. 'n Lesingkursus in moderne optika wat meetkundige, golf- en kwantumoptika en moderne optiese tegnologie dek, met toepassings op atoomspektroskopie en lasers.

PHY 351 (3) Termodinamika en statistiese fisika. Voorvereiste: PHY 212. 'n Studie van toestandsvergelykings, die wette van termodinamika, termodinamiese potensiale, statistiese termodinamika, kinetiese teorie en elementêre statistiese meganika.

PHY 361 (3) Wiskundige metodes vir fisika en chemie I. Voorvereiste: PHY 212. 'n Inleiding tot gevorderde tegnieke van toegepaste wiskunde wat in fisika en chemie gebruik word, insluitend toegepaste lineêre algebra, gewone differensiaalvergelykings en Laplace & rsquos-vergelyking.

PHY 362 (3) Wiskundige metodes vir fisika en chemie II. Voorvereiste: PHY 361. 'n Voortsetting van PHY 361, insluitend vektorrekening, Fourier-reekse en ortogonale uitbreidings, Fourier-integrale, komplekse veranderlikes en konforme kartering, komplekse integrasie, en die hitte- en golfvergelykings.

PHY 381 (1-6) Onafhanklike studie. Voorvereiste: Goedkeuring van die instrukteur. Ondersoek na 'n onderwerp wat deur die student in oorleg met die fakulteit gekies is, kan hierdie kursus vir krediet herhaal word.

PHY 401S (3) Fisika vir sekondêre onderwysers. Voorvereiste: PHY 212. Ondersoek van verskillende teks- en laboratoriummateriaal wat beskikbaar is vir fisiese kursusse in die hoërskool. Bespreking van die doelwitte van die hoërskoolfisika-kursus en die bespreking van sommige probleme wat waarskynlik ondervind word.

PHY 410 (3) Fisika-geskiedenis. Voorvereiste: PHY 216. Oorsig oor die historiese ontwikkeling van fisika gebaseer op die bestudering van klassieke referate en wetenskaplike werke.

PHY 411 (3) Elektromagnetiese teorie I. Prerequisite: PHY 362. A study of static electric and magnetic fields including Gauss&rsquo Law, Ampere&rsquos Law, and the solution of Laplace&rsquos equation.

PHY 412 (3) Electromagnetic Theory II. Prerequisite: PHY 411. A continuation of PHY 411 including study of timedependent fields, Maxell&rsquos equations, electromagnetic wave and radiation.

PHY 422 (3) Quantum Mechanics. Prerequisites: PHY 216 and 362. An introduction to quantum mechanics wave functions, and the Schrodinger equation, including solution of the Schrodinger equation for a box, barrier, square well, harmonic oscillator, and the hydrogen atom.

PHY 430W (3) Methods of Experimental Physics II. Prerequisite: PHY 330. A continuation of PHY 330. Selected advance experiments in electronics, optics, modern physical and astronomy. Satisfies writing across the curriculum requirement.

PHY 431 (3) Atomic and Nuclear Physics. Prerequisite: PHY 422. A lecture course comprising a study of the properties of atoms and nuclei, and review of classic experiments, and an investigation of related applications of quantum mechanics.

PHY 433 (3) Solid State Physics. Prerequisites: PHY 216 and 422. An introduction to solid state physics including crystal structures, electron and mechanical waves in crystals, semiconductors, electric and magnetic properties of solids, and point defects in crystals.

PHY 441 (4) Solar System Astronomy. Prerequisite: PHY 212. An introduction to the solar system intended for mathematics and science majors and including the physics and chemistry of the sun, planets, moons, comets, and the interplanetary medium, life on other planets and artificial satellites.

PHY 442 (4) Stellar and Galactic Astronomy. Prerequisite: PHY 212. An introduction to stellar and galactic astronomy intended for mathematics and science major and including the physics and chemistry of the stars and the interstellar medium, star and galaxy formation, and basic cosmology.

PHY 449 (3) Special Topics in Physics. Prerequisite: Approval of instructor. Advanced specialized topic courses selected on the basis of faculty and student interest. This course may be repeated for credit.

PHY 461 (3) Computational Physics. Prerequisite: PHY 362. A study of numerical and computational techniques for solving physical problems including using analytical and physical theory to simplify and approximate, writing algorithms and programs, and using commercial and other available software.

PHY 480 (1-6) Research Project. Prerequisite: Approval of instructor. Supervised original research by the individual student on a problem selected in consultation with the faculty. This course may be repeated for credit.

Undergraduate Courses for Atmospheric Science Majors

For more information, undergraduate atmospheric science students should view the undergraduate atmospheric science program information here.

MET 199-499 (4) Seminar in Atmospheric Science. Various topics will be discussed and presented by students, faculty, and visitors. All meteorology majors are expected to enroll in the appropriate course numbers as assigned by their advisors.

MET 200 (3) Introduction to Meteorology. Nonmathematical treatment of the fundamentals of meteorology, effects of weather and climate on man and his activities.

MET 202 (3) Meteorological Measurements. Prerequisite: MET 200. Theory, techniques and use of conventional meteorological instruments.

MET 209 (1) Introduction to Professional Meteorology. Preor Co-requisite: MET 200. A seminar course in which a variety of professional specialties within the area of the atmospheric sciences will be explored by the students. Wherever possible, visiting professionals will be invited to present materials about their specialty in the meteorology curriculum.

MET 303 (3) Weather Observation. Prerequisite: MET 200. Practical experiences in weather observing, gathering and coding meteorological data.

MET 311 (3) General Meteorology. Pre- or Co-requisite: MATH 231. Terrestrial energy budget general circulation atmospheric motion, fronts and cyclones, mesoscale dynamics, application to weather forecasting and modifications.

MET 321 (3) Atmospheric Thermodynamics. Prerequisite: MET 311. Thermodynamic properties of the atmosphere, hydrostatic equilibrium and stability.

MET 341 (3) Dynamic Meteorology. Prerequisites: MET 311, 321, and MATH 232. Physical and Mathematical models of atmospheric motion are developed from the basic equations of motion.

MET 411 (3) Physical Meteorology. Prerequisites: MET 311, and 321. Transmission of electromagnetic and sound waves in the atmosphere the physics of clouds and precipitation electrical properties of the atmosphere.

MET 422 (3) Introduction to Synoptic Meteorology. Prerequisites: MET 311, and 341. Composition of and physical processes in the atmosphere weather elements and their spatial distribution air masses, fronts, and weather forecasting.

MET 423 (3) Synoptic Meteorology Laboratory. Prerequisite: MET 422. Techniques of analyzing typical weather situations practice weather forecasting. (F, S)

MET 472 (1 – 3) Special Problems. Prerequisite: Consent of department. Special problems in meteorology based on research or literature survey terminating with a comprehensive written report. (D)

MET 487 (3) Physical and Dynamic Climatology. Prerequisites: MET 341, and 411. Physical principles underlying the variations and changes in climate climate controls&ndashelements of microclimatology interpretation of selected regional climates. (D)

MET 492 (1 – 3) Seminar in Meteorology. Prerequisite: Consent of department. Meetings for presentation and discussion of topics in meteorology by staff members and students of recent contributions published in current periodicals and of original research. (D)

Undergraduate Courses for Earth System Science Majors

For more information, undergraduate geoscience students should view the undergraduate geoscience program information here.

SCI 201 (3) Physical Science. A study of the universe and natural events in the environment.

SCI 202 (3) Physical Science. A study of the changes in matter and energy which leads to the utilization of energy and material resources for man&rsquos benefit.

SCI 204 (3) General Science for Teachers. Topics in astronomy, biology, chemistry, geology and physics are studied. Laboratory work provides for experiments and projects.

SCI 205 (3) Earth and Space Science. A geophysical study o the earth with emphasis on the major scientific discoveries about the earth and its relation to the universe.

SCI 206 (3) Elementary Geology. The course is designed to give a basic understanding of the origin and classification of rocks and materials in the geologic process that alter the earth&rsquos surface.

SCI 228 (3) Science Technology and Environment. An overview of contemporary topics in science technology and environment.

SCI 312 (3) Innovative Approaches in Science Teaching. This course is designed to introduce pre-service science teachers to new and alternative instructional materials for science teaching. Emphasis is placed on analyzing, comparing, and contrasting these materials with implications for science teaching.

SCI 410E (3) Science for Children. Prerequisite: Junior standing. Designed to familiarize students with materials, techniques and unifying principles of science with laboratory exercises emphasized.

SCI 401S (3) Science in the Secondary School. Prerequisite: Junior standing. Consideration is given to helping the student organize curriculum materials and gain proficiency in presenting science to high school students.

SCI 403 (3) Seminar in Science. Prerequisite: Senior standing. Provides an opportunity for the student to discuss the most pertinent trends in the fields of science.

Graduate Courses

For more information, graduate physics students should view the graduate physics program information here.

SCI 502 (3) General Science for Teachers. A study of topics in astronomy, chemistry, geology, meteorology and physics.

SCI 507 (3) Earth Science.An exploratory course dealing with basic concepts in geology, meteorology, and astronomy.

SCIL 507 (1) Earth Science for Teachers Lab. Laboratory experiments designed to expand subject matter taught in SCi 507.

SCI 508 (3) Cosmology for Non-Scientists. A study of the structure, makeup origin, and evolution of the universe and objects in it.

SCI 509 (3) Earth History. The course studies history of the continents and oceans and the changes to the atmosphere through time.

SCI 513 (3) Computer Applications in the Teaching of Science. This course includes computer concepts programming in the Basic language building modules for computer assisted instruction and computer aided instruction problem solving on a microcomputer system.

SCI 515 (3) Earth and Space Science. This course is the study of Earth Science, Geology, and Meteorology.

SCI 516 (3) Physical Science I for Middle School Teachers. This course is the study of properties and reactions of matter.

SCI 517 (3) Physical Science II for Middle School Teachers. This course is the study of Physics, Astronomy and Technology that includes: (in Physics) measurment, force, motion, energy, simple and compound machines, electricity and magnetism, sound, light and heat (in Astronomy) stars in the night sky, solar system, lunar phases, eclipses, earth seasons, galaxies and universe.

SCI 518 (3) Life Science for Teachers. This course is the study of biochemistry, the cell, genetics, organ systems, natural selection, diversity, ecology and the property and reaction of matter.

SCI 519 (3) Environmental Science and Chemistry for Teachers.

SCI 520 (3) Methodology for Science Teaching. This course includes exemplary teaching strategies and research-based methods, i.e. Inquiry based learning, cooperative learning, and the use of technology.

SCI 522 (3) Environmental Science. A general study of environmental problems created by various kinds of pollution and the effects of man's biophysical environment.

SCI 523 (3) Seminar in Science. Provides the opportunity to discuss the most pertinent trends in science and to become familiar with current research.

SCI 524 (3) Elements of Astronomy. Survey of solar and stellar systems, with emphasis on the historical and scientific development of astronomy.

SCI 525 (3) Hands-on Activity in Astronomy. This course is support for instructional competency in astronomy in Mississippi.

SCI 551 (3) Hands-on Universe in Mississippi I. This course integrates mathematics, science and technology in the context of exciting astronomical explorations. This course addresses many of the goals set by the National Council of Teachers of Mathematics and the National Research Council for Math and Science Education.

SCI 563 (3) Problems and Issues in Science. Content in elementary science aims and methods of instruction, new curricular developments.

SCI 581 (3) Operation Physics I. This course is the study of mechanics that includes: measurement, force and motion, simple machines and forces, and fluids.

SCI 552 (3) Hands-on Universe in Mississippi II. Prerequisite: SCI 551. This course integrates mathematics, science and technology in the context of exciting astronomical explorations. This course addresses many of the goals set by the National Council of Teachers of Mathematics and the National Research Council for Math and Science Education.

SCI 580 (3) Science Technology and Environment. An overview of contemporary topics in science and technology. The scientific and technical materials will be covered in detail, then the social consequences of applying or misapplying that knowledge will be examined.

SCI 582 (3) Operation Physics II. This course is the study of sound and light that include: measurement, sound, behavior of light, color and vision.

SCI 583 (3) Operation Physics III. This course is the study of electricity and magnetism that include: measurement, electricity, magnets, and magnetism.

SCI 584 (3) Operation Physics IV. This Course is the study of modern physics that include: measurement, structure of matter, atoms, molecules, nuclei, elementary particles, and special and general relativity.

SCI 587 (1-3) Independent Study. For students who are actively working on special projects and consulting with their major professor.

SCI 592-592W (3) Seminar in Meteorology. Presentation and discussion of special topics and research in meteorology by staff members, students and guest lecturers.

SCI 599 (6) Thesis. A minimum of 40 hours of research for the thesis must be scheduled. The thesis must show (a) mastery of the techniques of research, and (b) a very distinct contribution to the field under investigation and study.

SCI 601W (3) Seminar in Environmental Science. Advanced topics of special interest, current research, field trips, demonstrations and guest lecturers.

SCI 602 (3) Construction of Teaching Materials for Secondary Science Instruction.Special work in models, charts, graphs, photography, electrical apparatus, mechanical equipment, etc.

SCI 603 (3) Special Topics in Science. Topics of current interest, both theoretical and experimental.

SCI 604 (3) Advanced Methods&mdashSecondary School Science. Experience with science teaching. Major trends in the new science courses and methodology programs.

SCI 605 (3) Analysis of Science Curriculum. A critical examination of contemporary and potential science curricular projects.

Jackson State University is accredited by the Southern Association of Colleges and Schools Commission on Colleges to award baccalaureate, masters, specialists, and doctorate degrees. Contact the Southern Association of Colleges and Schools Commission on Colleges at 1866 Southern Lane, Decatur, Georgia 30033-4097 or call 404-679-4500 for questions about the accreditation of Jackson State University.

Jackson State University is designated as a "high research activity" institution by the Carnegie Foundation.
Jackson State University | 1400 Lynch Street | Jackson, MS | 39217 | 601-979-2121
Copyright 2021 | All rights reserved. | A Military-Friendly University
Give us your feedback | Report a Broken Link


Timeline & Objectives

Overall, the Guide lays out the eight objectives for the ILRA, which are similar to what NASA hopes to accomplish with the Artemis Program. They include the characterization of lunar topography, geomorophorology, and the geological structure of the surface. In addition, the joint Chinese-Russian program will seek to characterize the physics and chemistry of lunar materials and the body’s internal structure to get a better understanding of its geological record.

Beyond that, the IRLS will serve as a base for conducting lunar astronomy and Earth observation, in-situ resource utilization (ISRU), and vital biological and medical researcher. These objectives and the development of the ILRS itself are to be met during a three-phase process that will unfold between today and 2035. These include the Reconnaissance, Construction, and Utilization phase, and each incorporates future missions into their planning.

Phase I – Reconnaissance (2021 to 2025)

This is currently underway and is expected to last until mid-decade. The objectives in this phase include exploring the South Pole-Aitken Basin for potential sites for the ILRS, as well as refining the design of the base itself. Another important objective is the verification of technologies that will allow for precise soft landings in the southern polar region. Past and future missions that will (have) contributed are also indicated.

On the Chinese side, these include the Chang’e-4, Chang’e-6, en Chang’e-7 missions. Die Chang’e-4 mission, which arrived on the Moon in 2018 and is still operational, consists of the Chang’e Lander, the Yutu 2 (Jade Rabbit 2) rover, and Queqiao relay satellite. The missions will be launched sometime in 2023/2024 and will return samples from the Moon’s southern polar region and scout out locations for a base.

Timeline for the development of the ILRS. Credit: CNSA

On the Russian side, missions related to the ILRS include the Luna-25, Luna-26, en Luna-27, consisting of two landers and one orbiter (Luna 26). These missions will launch beginning in October 2021 (Luna-25), followed by the second and third in 2024 and August 2025 (respectively). If all goes well, China and Russian will be able to begin the next phase of operations by the middle of this decade.

Phase II – Construction (2025 to 2030)

At this point, one of the main goals will be the verification of technologies related to the command center of the ILRS. Similarly, the samples obtained by the Chang’e-6 en Chang’e-7 missions will be returned to Earth for analysis, which will give mission planners a better idea of where the safest and richest resource environment can be found. This will be followed by the delivery of massive amounts of cargo to build the base and the commencement of joint operations.

Missions of note in this phase include China’s Chang’e-8 mission that will launch by 2027. This mission will test technologies like 3D regolith printing and others necessary for the construction of the ILRS. Russia will also be sending its Luna-28 mission that year, a sample return mission that (like Chang’e 6 and 7) will obtain regolith from the southern polar region to determine its composition and the presence of resources.

Phase III – Utilization (2030 to 2035)

This final phase will involve the completion of all in-orbit and surface facilities that provide energy, communication, research, exploration, and transport services. It will also involve the verification of all ISRU-related and other potential technologies. Once the ILRS is complete, China and Russia hope to maintain and expand it as needed. This phase will involve five jointly-developed IRLS missions to establish the base architecture:

  • IRLS-1 – establishment of the command center, basic energy, and telecommunications facilities
  • IRLS-2 – establishment of lunar research exploration facilities(sample collection, lunar physics, geology, lava tubes)
  • IRLS-3 – establishment of lunar ISRU technology verification facilities
  • IRLS-4 – verification of general technologies like biomedical experiments, sample collection, and return
  • IRLS-5establishment of lunar-based astronomy and Earth observation facilities

A thermal invisibility cloak actively redirects heat

Light, sound, and now, heat -- just as optical invisibility cloaks can bend and diffract light to shield an object from sight, and specially fabricated acoustic metamaterials can hide an object from sound waves, a recently developed thermal cloak can render an object thermally invisible by actively redirecting incident heat.

The system, designed by by scientists at the Nanyang Technological University (NTU) in Singapore, has the potential to fine-tune temperature distribution and heat flow in electronic and semiconductor systems. It has application in devices with high requirements for efficient dissipation and homogenous thermal expansion, such as high-power engines, magnetic resonance imaging (MRI) instruments, and thermal sensors.

"Because of its shape flexibility, the active thermal cloak might also be applied in human garments for effective cooling and warming, which makes a lot of sense in tropical areas such as Singapore," said Prof. Baile Zhang of NTU.

Zhang and colleagues had been experimenting with metamaterials, artificial composites that exhibit properties not found in naturally occurring substances. They had previously designed a metamaterial thermal cloak that passively guided conductive heat around a hidden object. That device lacked an on/off switch and could not be adapted to objects of varying geometries.

"We then started to consider the question of whether we can control thermal cloaking electrically, not by guiding heat around the hidden object passively with traditional metamaterials, but by 'pumping' heat from one side of the hidden object to the other side actively, with thermoelectric modules," Zhang said. He and his colleagues describe the construction and thermal mechanics of their cloak this week in a story that appears on the cover of Applied Physics Letters, from AIP Publishing.

Building the Thermal Cloak

To construct their active thermal cloak, the researchers deployed 24 small thermoelectric modules, which are semiconductor heat pumps controlled by an external input voltage, around a 62-millimeter diameter air hole in a carbon steel plate just 5 mm thick. The modules operate via the Peltier effect, in which a current running through the junction between two conductors can remove or generate heat. When many modules are attached in series, they can redirect heat flow. The researchers attached the bottom and top ends of the modules to hot and cold surfaces at 60° C and 0° C respectively, to generate a diffusive heat flux.

When the researchers applied a variety of specific voltages to each of the 24 modules, the heat falling on the hot-surface side of the air hole was absorbed and delivered to a constant-temperature copper heat reservoir attached to the modules. The modules on the cold-surface side released the same amount of heat from the reservoir into the steel plate. This prevented heat from diffusing through the air hole, a technique, the researchers say, that can be used to shield sensitive electronic components from heat dissipation.

Additionally, the researchers found that their active thermal cloaking was not limited by the shape of the object being hidden. When applied to a rectangular air hole, the thermoelectric devices redistributed heat just as effectively as in the circular one.

Looking ahead, Zhang and his colleagues plan to apply the thermal cloaks in electronic systems, improving the efficiency of heat transfer, and develop an intelligent control system for the cloak.


Glossary

convection: movement caused within a gas or liquid by the tendency of hotter, and therefore less dense material, to rise and colder, denser material to sink under the influence of gravity, which consequently results in transfer of heat

fault: in geology, a crack or break in the crust of a planet along which slippage or movement can take place, accompanied by seismic activity

igneous rock: rock produced by cooling from a molten state

metamorphic rock: rock produced by physical and chemical alteration (without melting) under high temperature and pressure

plate tectonics: the motion of segments or plates of the outer layer of a planet over the underlying mantle

primitive rock: rock that has not experienced great heat or pressure and therefore remains representative of the original condensed materials from the solar nebula

rift zone: in geology, a place where the crust is being torn apart by internal forces generally associated with the injection of new material from the mantle and with the slow separation of tectonic plates

sedimentary rock: rock formed by the deposition and cementing of fine grains of material, such as pieces of igneous rock or the shells of living things

subduction: the sideways and downward movement of the edge of a plate of Earth’s crust into the mantle beneath another plate

volcano: a place where material from a planet’s mantle erupts on its surface