科学家说太阳能农场可以帮助发现危险的小行星

By Victoria Corless published 2 hours ago

Asteroids

 “最初它将只是一个新工具，一个对现有天文台工具带的扩充。但最终它应该最廉价的扩展到最小或更远的小行星 “。

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 科学家约翰·桑达斯基在国家太阳能热测试设施领导一个用定日镜的项目。(Image credit: Craig Fritz)

在一个黑暗的恒星划过的天空下，新墨西哥州桑迪亚国家实验室的科学家们正在部署一种行星防御的非常规工具：定日镜。

桑迪亚国家实验室的科学家约翰·桑达斯基对太空网站讲到：“定日镜是一种非常大的边长可达数米的电动镜子，像一个巨型放大镜一样将阳光聚焦到一个塔上。随太阳跨天空移动，定日镜改变方向来把持太阳的反射被固定住。

他继续说道，“在白天期间被许多定日镜集中的阳光煮沸水或熔化盐来为发电机提供动力。这些发电机共同的为电网产生数百兆瓦的电力”。

但正如他指出的，定日镜在夜间没有一个工作。日落后，这些巨大的镜子区域仍然闲置的，覆盖数英亩的土地但没有任何用途。桑达斯基在之前的声明中说，“它们只是坐在那里无用的”。

他提议重新定目的它们来帮助寻找可能威胁地球的小行星。他向太空网站解释道，“定日镜刚好也在黑暗中工作，在夜间集中星光与它们白天期间集中阳光一样。而阳光为电网煮沸水，星光在像太阳能电池板的单元一样的大型光电二极管上产生一个电流的滴流” 。

美国现有的可利用的大量定日镜激发了夜间用它们探测小行星的想法。像近地小行星或遥远天体这样的暗弱天体需要集中更多光线来发现。不是让这些镜子闲置，而是计划用最小化额外成本让它们是有生产力的。

桑达斯基说，“这是一个利用我们已经有的潜在的低成本机会，最初它将只是一个新工具，一个对现有天文台工具带的扩充。但最终它应该最廉价的扩展到最小或更远的小行星” 。

用定日镜狩猎小行星与传统望远镜成像不一样的工作。不是通过映射光线落在每个传感器或像素上的位置创造一幅图像，而是定日镜整个的跳过成像。它追踪一个天体跨天空多快移动并将这种运动转化成一个频率信号——类似于雷达如何探测速度。

桑达斯基解释道，“这就像聆听一个风铃一样而非听见风吹，定日镜轻柔的扫描恒星，整夜保持一个稳定的节奏。来自恒星的光流产生一个音调，来自扫描一个小行星沿轨迹移动产生一个相对恒星略不同的音调，因为每次扫描遭遇一个相对恒星一个细微差异的位置。

他继续说道，“音调中的差异将典型的非常小——不到一毫赫兹，这远比我们的耳朵能分辨的更精细，但由于GPS计时的极端稳定性，精密电子设备能在一夜上分辨这种小的差别。小行星越快，音调中的差异就越大” 。

桑达斯基已经花费夏夜在阿尔伯克基的桑迪亚国家太阳能热测试中心的212台定日镜中的一台上测试他的想法。虽然他尚未尝试来探测任何小行星。到目前为止，该定日镜一直缓慢的重新定向到跨夜空来回扫描，作为实验中的第一步追踪恒星。

他说道，“当前的障碍是资助来证明从单个定日镜扩展到多个并重新编程定日镜控制器针对恒星而非地平线扫描。对在一个全球尺度上狩猎小行星，地球的各定日镜场必须同步到一个GPS一样的通用时间标准。这些设备还需要配备有光电二极管及其他必要的光学和电子装置” 。

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这将要用时间，但桑达斯基已在圣地亚哥举行的2024年光光学仪器工程师协会的2024非常规成像、传感与自适应光学会议上提交了他的初步实验成果和计算仿真。他说，“由于这是一个非常规的想法，这次会议是一个好适合”。

他继续说道，“下一步是来自科技界的批评，回应最初的论文发表并识别问题和局限性，新想法从批判性反馈受益。与此同时，我们正在寻求资金来装备定日镜并做出定期的观测。需要合作伙伴来确立理论边界并改进模型可信度” 。

他说，下一步可能涉及用定日镜来定位一颗已知的行星——一个将帮助揭示这项技术的能力和限制的实验。