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NASA又“搞大事”,你可以实现从太空看地球的愿望了
2022-09-21

来源:科普中国公众号

宇宙永远充满着谜,对人有着不可抗拒的诱惑。地球上的人类,凭借自己的智慧和汗水,经过一代代的努力,在20世纪终于能挣脱地球的引力,走进了茫茫的宇宙太空,将幻想变为现实。但到目前为止,仍然只有少数国家的少数航天员进入太空,完整目睹过我们这颗蓝色星球。大多数人仍然在地面上,只能想象着太空和我们的地球究竟是什么样子。

儿时的我们,肯定如现在的孩子一般,用画笔描绘过太空的浩渺和地球的美丽,也曾梦想着成为一名航天员或者航天工作者。而现在由NASA发起的“地球之眼”项目,也许能满足所有的孩子从太空中看地球的愿望。

欢迎来到“地球之眼

项目

由NASA赞助的“地球之眼”任务(英语缩写是EarthKAM,意思是让中学生探索地球知识),是一项旨在让学生、老师和公众通过空间站上星载数码相机给地球拍照的教育性延伸项目。这样,他们可以从太空这个独特的视角了解到我们与众不同的地球。“地球之眼”任务执行期间(即国际空间站地球之眼相机可以操作的时间段),全世界的中学生可以向空间站提出对地球特定地方拍照的请求。整个“地球之眼”项目所得到的相片,可以从国际空间站地球之眼项目数据库中搜索得到。这些相片和相关帮助指南以及活动是非常好的帮助学生学习地球和空间科学、地理、社会学习、数学、通信和艺术的资源。

这个项目是由美国的第一位太空女性萨莉·莱德博士在1995年提出的,当时被称为KidSat,意为青少年卫星。她当时的设计初衷十分简单:让中学生们能够通过安装在航天飞机上的照相机对地球进行拍摄,然后再对传输回的照片进行分析研究。

计划的工作过程是这样的,在航天飞机的窗子上安装一台数字照相机,照相机是固定的,并且与一台计算机相连,计算机同时控制着照相机的操作和照片的存储。这台计算机又与NASA的地面控制站连接在一起,最后通过一条通信线路连接到该计划的任务实施中心(MOC),该中心座落在圣地亚哥的加利福尼亚大学(UCSD)。任务实施中心是该计划的枢纽,学生们可能需要的所有软件在这里应有尽有,还包括图像处理软件,利用这种软件学生们可以将照片转换成适用于网络环境的格式。

KidSat相机曾经随航天飞机(STS 76、81、86)进行了三次飞行以验证其可行性。在1998年,萨莉博士的这个设想被论证最终认定为是成功的并重命名为现在的“国际空间站地球之眼”。地球之眼相机在2001年随第一期长期考察组登上国际空间站之前随航天飞机(STS 89和99)进行两次常规飞行。从那以后,国际空间站地球之眼相机作为永久有效载荷永驻国际空间站并且每年大约执行四次任务。

启动你的伟大“地球之眼

事实上,开始一个“地球之眼”项目很容易,可以用如下图顺着箭头方向表示:

注册参加

描述任务

标出你想要看到的位置

提出请求

国际空间站根据你的请求进行拍照

在你的电脑上下载并查看相片

如果还想进行,回到描述任务环节依次进行

在“国际空间站地球之眼”项目官方网站注册,并且通过认可的老师们将收到关于任务账户和教师账户的登陆官方网站信息。当“地球之眼”任务启动的时候,任务账户允许学生和他们的老师在世界地图上标出他们想要看到的位置,并提出摄影要求。教师账户允许老师们上传他们的资料,注册任务和看到他们的任务码,每个任务码将只能提出一个摄影需求。

国际空间站摄像系统

在2011年,NASA和萨利?莱德科学团队在国际空间站安装了一个新的摄像系统。摄像系统负责采集和下载学生的图像要求。这个摄像机安装在国际空间站向下的窗口。在格林威治标准时间2011年1月7号的晚上8点46分58秒,新的国际空间站的摄像系统采集了它的第一张照片:

这张测试照片是美国哥伦比亚、加拿大的一块区域,就是温哥华岛的北边。北边是照片的底部,很容易可以确定地址方向,而且因为几乎垂直向下查看的,查看的视野几乎不变。照片的中心点是大约北纬51度48分,西经127度54分。

照片上在西侧(照片的右边)的主要的岛是从南到北是卡尔弗特岛和赫卡特岛。在猎户岛的南边末端可以看到赫卡特岛的北边。在照片东南角(左上角)的冰川区域是Somolenko山,大约有2658米高。Somolenko山是一个火山峰,位于河流入口83千米和Silverthrone山的南部7千米,它是Silverthrone山南部的最高的山峰在Ha-Iltzuk冰山区域。Somolenko山座落于环形火山口,叫做Silverthrone火山口,在太平洋海岸山脉的范围内。

然而这不是地球观察图像中一个特殊的,这是显著的:即使这个照片是用一个很宽的角度50毫米透镜和几乎跨度200千米和134千米高,在保持清晰的情况下可以扩大超过4倍。这要归功于利用实验窗口的高质量的光学到工作人员从Destiny 模块发射就已经准备好,多亏了窗口观察设备和国际空间站的协助。并且WORF提供了增加了提高画面质量的山体稳定照和它的小的摄相机支架,也是第一次使用。

整个项目可以说是非常有积极意义的,它帮助了老师们刺激学生的学习乐趣,让学生自主的进行学习研究,更可以得到与真正科学家一样的第一手科研数据资料。NASA的实施和推广,也让人们看到教育的新模式,即政府、科学界、企业和教育机构联合起来,整合他们的资源提供给世界上不分城市和国家的老师和学生,让老师和学生从只有课桌和黑板教室中走出来,从自身实践中学习和获取知识。

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