上周，來(lái)自美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)，美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)，美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)和圭爾夫大學(xué)的科學(xué)家?guī)缀鯇⑼h(yuǎn)鏡送上了天空空間本身。這次旅行是一次集月光的任務(wù)，它完成了有史以來(lái)對(duì)地球最近的鄰居月球的亮度(或更具體地說(shuō)是表面反射率)進(jìn)行的最佳測(cè)量。

這項(xiàng)工作的最終目標(biāo)是改善通過(guò)低空觀察地球的衛(wèi)星進(jìn)行的測(cè)量，并幫助研究人員跟蹤天氣模式，作物健康趨勢(shì)，水中有害藻華的位置等等。

NIST的設(shè)備飛上了NASA的ER-2，這是一架“近空飛機(jī)”，其飛行高度高達(dá)海平面21公里(約13英里)。這種距離是典型商用飛機(jī)巡航高度的兩倍，使設(shè)備超過(guò)了地球大氣層的95%，這會(huì)干擾月光測(cè)量。該任務(wù)稱為“機(jī)載月球光譜輻照度任務(wù)”(air-LUSI)，是從加利福尼亞州NASA阿姆斯特朗飛行研究中心發(fā)起的。

從太空看地球

數(shù)以百計(jì)的對(duì)地衛(wèi)星提供有關(guān)天氣和植被的信息，使研究人員可以預(yù)測(cè)饑荒和洪水，并可以幫助社區(qū)計(jì)劃應(yīng)急響應(yīng)和救災(zāi)。為了收集這些關(guān)鍵數(shù)據(jù)，天基成像儀依賴于反射自我們星球的太陽(yáng)光的不同波長(zhǎng)的亮度(有時(shí)可將其視為顏色)。

為了確保一臺(tái)衛(wèi)星攝像機(jī)的“綠色”不是另一臺(tái)攝像機(jī)的“黃色”，每臺(tái)攝像機(jī)在太空中都必須針對(duì)同一光源進(jìn)行校準(zhǔn)。月球是一個(gè)方便的目標(biāo)，因?yàn)樗c地球不同，它沒(méi)有大氣層，其表面變化很小。

從理論上講，如果科學(xué)家知道太陽(yáng)，月球和衛(wèi)星的相對(duì)排列，他們應(yīng)該能夠預(yù)測(cè)從月球射出的光量。特別是，科學(xué)家對(duì)測(cè)量從月球反射的光的“光譜輻照度”感興趣，換句話說(shuō)，即離散波長(zhǎng)帶寬中每單位面積的能量。

NIST物理學(xué)家約翰·伍德沃德說(shuō)：“有一個(gè)模型可以根據(jù)您所看的地方以及月球和太陽(yáng)的位置來(lái)預(yù)測(cè)光譜的輻照度。”但是由于對(duì)月球真實(shí)亮度的不確定性，即使是當(dāng)今最好的校準(zhǔn)也只能精確到3%至5%之內(nèi)。

科學(xué)家希望將這種誤差降低到1%以下。校準(zhǔn)越準(zhǔn)確，研究人員對(duì)地球衛(wèi)星圖像的信心就越大。