天文|地基与天基望远镜同时工作会发生什么呢？
任何一名曾在团队里工作的成员都知道自身的优势在于：相互协作和共同愿景 。 然而 ， 能够同时提供相互协作和共同愿景并不是那么容易的事情 ， 任何缺乏凝聚力的队伍只会成为阻碍而不能够提供帮助 。科学也无法逃脱管理高效团队的困难 。 大多数都是通过像筒仓这种组织结构去进行分工运作而获得更多的相互协调 。
最近在智利有一个会议促使科学家们提出一个方案去解决这种困难 。 结果是 ， 白皮书根据地表协调 ， 轨道和对形体的原位观察指出潜在好处 。 但更重要的是 ， 它提出一条不同的前进道路 ， 即所有空间科学界都可以从共同协作输出的类型中获益并成为有凝聚力的团队 。
这个建议初始于白皮书 ， 并由智利天文台举办的2020年的智利行星研讨会 。
这个会议在三月份开始 ， 就在新型冠状病毒爆发限制旅游之前 。 在研讨会中 ， 大部分讨论都是集中在地球与空间观测平台的不同水平上 。
本文图片
此次会议的目的是了解更多关于协调地面和天基观测的飞行任务 ， 并充实今后如何再次协调新的和已有的平台进行 ， 从而充分发挥他们最好的不同能力的想法 。
白皮书的主要作者：戈达德航天中心工作的研究化学家森特·科夫曼（Vincent Kofman） ， 负责协调该小组的任务 ， 他撰写了一篇论文 ， 明确提出了进行观测的更好方法 。
电磁波谱有着不同的子电波标记 。
点评：NASA 这种协调为什么如此重要的原因是成像系统如何与不同波长的光相互作用 。
电磁波谱相当的大 ， 它包含了所有不同种类的光 ， 如无线电、红外线、X射线、紫外线和可见光 。 没有一种独立的传感器能够在同一时间内收集那些不同波长 。 因此 ， 科学家已开始研究多种仪器并能够较好地收集一种特定波普 ， 如毫米级射电天文望远镜组(alma) ， 或者是中红外（James Webb） 。
本文图片
詹姆士韦伯太空望远镜在约翰逊航天中心的一个无尘室内 ， 这个航天中心位于休斯敦的美国国家航空航天局 。
解决这个专业问题的棘手之处在于这些仪器在其他的光谱范围内是无法工作的 。 如果一个科研小组仅观察一种光谱类型 ， 那么就有可能会遗漏他们所研究天文现象的关键部分 ， 即其只在一个不同的光谱带内可见 。
大多数的行星科学数据都是由发送到行星系进行实地观测的航天器收集到的 。 然而 ， 由于建立空间系统的费用十分昂贵 ， 同时还需将其发射进入轨道 ， 因此实地观测的任务规划者必须要严格筛选航天器上的各类仪器 。 这通常意味着这些航天器无法承载可以覆盖完整电磁频谱的成像仪 。
这正关乎地面与基于近地轨道望远镜的协调 。 在一些地方有很多望远镜 ， 如智利的阿塔卡玛沙漠和夏威夷的莫纳克亚火山 ， 这些望远镜都非常巨大 ， 并且能够在特定的光谱内呈现高分辨率图像 ， 如射电 ， 微波 ， 红外光这样的光谱 。 红外光特别有用 ， 因为其大量的物理参数可通过单次测量即可获得 ， 例如压力、温度、分子丰度等 。 如果行星探测航天器的规划者可以把航天器的探测与这些更大 ， 更具针对性的天文台协调起来 ， 那么他们就可以不用把成像仪放在航天器上 。 但是 ， 如果他们不能协调好同时观测 ， 那么他们便会失去接近主站观测台的光谱 。
本文图片
如图所示 ， 莫纳克亚火山的顶峰是望远镜的一个主要站点 ， （图为莫纳克亚天文台） 。
基于地球天文观测台的另外一个优势在于其可以对整个星球一次成像 。 很多飞行器或探测任务只能在某一指定时间点测量他们主题的一部分 。 这样丧失了对情境理解的结果 ， 由原位航天器在一个地点观测到的动力现象 ， 可能不会在行星或月球的表面出现 。 无论在地面还是在太空中 ， 基于地球的望远镜都能提供航天器所缺失的更广阔的视角 。
本文图片
这种覆盖所有光谱的协调合作已经在原位行星计划实现了：目前 ， 朱诺号飞行器正围绕着木星轨道飞行 。 朱诺号和一系列地面望远镜的共同协作成果已经集成40多页报告 ， 这些数据来自木星系统的多个观察点 。
在朱诺号执行多光谱调查任务中 ， 捕捉到三张不同的照片 ， 展示出木星的同一个部分同时出现三种不同波长 。 最左边的照片捕捉到的是可见光波段 ， 中间的照片是中红外波段 ， 最右边的是一种不同波长的红外线 。 这些照片都展现了出一些重要特征 ， 即只能在光谱看到其中一个波段 ， 而其他两个却看不见 。 像在朱诺号这样的飞行器的协同努力之下 ， 还有很多其他的低空观测成果可参考 。 火星尤其令人感兴趣 ， 这是除地球以外 ， 研究最为深入 ， 也是唯一个在有活动漫游车的星球 。 科学家对火星大气层中甲烷来源的浓厚求知欲望 ， 绝对离不开火星轨道卫星（TGO 和 MAVEN）与地球望远镜（例如NASA位于夏威夷的红外线望远镜基地）的协作 。
推荐阅读
- 穿帮镜头|岳云鹏徒弟尚筱菊说“高峰是帮他打下地基的人，师父是带他跳出地基的人”
- 天文在线|为什么没有人被暗物质杀死？
- 天文|中国天文学会发布第二批火星地形地貌中文推荐译名
- 北京天文馆|北京天文馆周六开放夜场参观，本周起至9月底每周六延时闭馆
- 天文学会|中国天文学会发布第二批火星地形地貌中文推荐译名
- 西安航天|西安航天基地：守初心担使命 全力办好人民满意的教育
- 紫金山天文台|紫金山天文台：天宇上演“红超巨星”追月
- 紫金山天文台：天宇上演“红超巨星”追月
- 北京天文馆|北京天文馆有计划开放夜场参观，本周起至9月底每周六延时闭馆
- 天文爱好者不要错过！“一号小行星”谷神星28日“冲日”