美國太空總署的AWE 任務剛剛發布了數百萬張太空重力波圖像，揭示了大氣力在天空中波動並影響地球上的技術。這是觀察太空天氣的全新窗口。在國際太空站(  ISS  )上完成第3000次軌道飛行後，NASA 的大氣波實驗(  AWE  ) 發布了其首組科學數據。這一里程碑標誌著在研究地球高層大氣的細微變化如何導致擾動以及這些擾動如何影響地球和太空中的衛星、通訊系統和GPS等技術方面邁出了重要一步。

美國太空總署的大氣波實驗(AWE) 位於國際太空站的獨特位置，可直接觀測地球大氣層，研究重力波如何穿越高層大氣。 AWE 收集的數據使科學家能夠確定大氣重力波的物理性質和特性，以及陸地天氣如何影響電離層，從而影響與衛星的通訊。圖片來源：美國太空總署戈達德太空飛行中心概念圖像實驗室

「我們發布了AWE 儀器在太空中收集並傳回地球的首批3000 個軌道數據，」該任務首席研究員、猶他州立大學物理學教授Ludger Scherliess 表示。 “這是以前從未捕捉到的大氣重力波圖像。”

該資料集現已在線上發布，其中包括由AWE 的四台機載攝影機拍攝的500 多萬張夜間氣輝和大氣重力波影像。它還包含顯示溫度模式和氣輝強度的經過處理的數據，可讓您深入了解周圍的空氣和波浪的運動。

「AWE 提供了令人難以置信的圖像和數據，讓我們進一步了解不到十年前我們首次觀察到的現象，」NASA 華盛頓總部AWE 計畫科學家Esayas Shume 說。 “我們很高興與廣大科學界分享這組影響深遠的數據集，並期待著發現更多。”

這張圖片展示了該儀器兩次飛越美國時AWE 數據的組合。紅色和橙色的波浪結構顯示地球大氣氣輝產生的紅外線亮度（或輻射度）增加。圖片來源：NASA/AWE/Ludger Scherliess

大氣重力波是地球大氣中自然產生的現象，受天氣系統和地球地形的影響。儘管科學家多年來一直在研究這些波，但觀測通常僅限於少數地面位置。 AWE 現在可以提供更廣闊的太空視角。

「借助AWE 的數據，我們現在可以開始對數十、數百甚至數千公里範圍內的海浪及其能量和動量進行近乎全球性的測量和研究，」Scherliess 說。 “這為該研究領域開啟了全新的篇章。”

來自AWE 的數據還將提供有關陸地和太空天氣相互作用如何影響衛星通訊、導航和追蹤的見解。

「我們每天都在使用衛星，包括GPS 導航，這些都已經變得非常依賴衛星，」Scherliess 說。 「AWE 旨在將大氣重力波的科學研究集中到我們的視野中，並利用這些資訊來更好地預測可能幹擾衛星通訊的太空天氣。我們將與我們的合作者密切合作，以更好地了解這些觀測到的重力波如何影響太空天氣。”

AWE 科學團隊成員聚集在猶他州立大學的任務控制室，查看安裝在國際太空站外部的測繪儀器收集的數據。圖片來源：SDL/Allison Bills

這台大號形狀的AWE 儀器被稱為先進中層溫度測繪儀（AMTM），由四台相同的望遠鏡組成。它安裝在國際太空站外部，可以觀測地球。

當太空站繞著地球運行時，AMTM 的望遠鏡可以捕捉到地球表面長達7000 英里的區域，記錄大氣重力波從低層大氣進入太空的圖像。 AMTM 測量並記錄特定波長的光亮度，可用於建立空氣和波浪溫度圖。這些地圖可以揭示這些波的能量以及它們如何在大氣中移動。

AWE 首席研究員Ludger Scherliess 向合作者簡要介紹了早期AWE 資料的初步分析。 NASA 資助的這項任務提供的資訊有助於科學家更好地了解地球天氣如何影響太空天氣。圖片來源：SDL/Allison Bills

為了分析數據並將其公開，USU 的AWE 研究人員和學生開發了新軟體來應對前所未有的挑戰。

「雲層和地面的反射會使部分影像變得模糊，我們希望確保數據能夠清晰且準確地顯示波浪傳輸的能量，」Scherliess 說。 “我們還需要確保來自測繪儀上四個獨立AWE 望遠鏡的圖像正確對齊。此外，我們還需要確保來自空間站太陽能電池板的雜散光反射以及月光和城市燈光不會遮擋觀測結果。”

隨著科學家們繼續推進這項任務，他們將研究全球各地重力波活動如何隨季節變化。 Scherliess 期待看到全球科學界將如何使用AWE 觀測結果。

他說：“透過這次任務收集的數據提供了前所未有的洞察，讓我們了解地面天氣對太空天氣的作用。”

AWE 由猶他州洛根市的猶他州立大學領導，由位於馬裡蘭州格林貝爾特的NASA 戈達德太空飛行中心的探索者計畫辦公室管理。猶他州立大學的太空動力學實驗室建造了AWE 儀器並提供任務操作中心。

編譯自/ ScitechDaily