不得不说，美国的创新能力还是很强的。这不，根据最新消息，3月12日至16日，NASA的ER-2飞机搭载了NASA的机载月球光谱辐照度(air-LUSI)，精确测量了月球反射的光量。反射的月光是一个稳定的光源，研究人员正利用它来提高地球观测卫星之间测量的准确性和一致性。
“月球非常稳定，在很大程度上不受气候等地球因素的影响。它成为一个非常好的校准参考，一个独立的基准，通过它，我们可以设置我们的仪器，看看我们的星球正在发生什么，”空气- lusi的首席研究员，凯文·图皮说，他是马里兰大学帕克分校的研究教授。
air-LUSI 飞行是 NASA 综合卫星校准和验证工作的一部分。结果将补充地面站点，例如内华达州的 Railroad Valley Playa，并将共同为轨道卫星提供强大的校准数据集。 NASA 拥有 20 多颗地球观测卫星，让研究人员能够从全球视角了解互联的地球系统。其中许多测量由地球表面、水和大气反射、散射、吸收或发射的光波。
这种光包括人类看到的可见光，以及不可见的紫外线和红外线波长，以及介于两者之间的一切。就像管弦乐队中的乐器一样，各个卫星乐器需要彼此“合拍”，以便研究人员充分利用他们的数据。通过将月球用作“音叉”，科学家可以更轻松地比较来自不同卫星的数据，以观察长期的全球变化。
这就是 air-LUSI 的用武之地。air-LUSI 是与美国国家标准与技术研究院 (NIST)、美国地质调查局和麦克马斯特大学合作开发的一种望远镜，可测量从月球表面反射多少光以评估地球观测卫星从月光中接收到的能量。它安装在 ER-2 飞机上，该飞机由位于加利福尼亚州帕姆代尔的美国宇航局阿姆斯特朗飞行研究中心管理并飞出。 ER-2 是一种高空飞行器，飞行高度为 70,000 英尺，超过 95% 的大气层，可以散射或吸收反射的阳光。
这使得 air-LUSI 能够收集非常准确的 NIST 可追溯测量值，这些测量值类似于卫星从轨道上进行的测量。为了提高月球反射率模型的准确性，air-LUSI 测量准确度低于 1%。在三月的飞行中，air-LUSI 在满月前对月球进行了四个晚上的测量。 这种机载方法的优势在于研究月球不同阶段的月光，同时能够在飞行之间将仪器带回进行评估、维护，并在必要时进行维修。
为提高准确度而不断改进
空气- lusi光谱仪被密封在一个外壳内，使仪器始终处于海平面温度和压力下。由望远镜收集到的光线进入积分球，积分球将光线引导到光谱仪上，光谱仪是一种测量光波方差的仪器。lusi于2019年11月首次进行了类似的飞行。从那时起，air-LUSI团队继续提高仪器的精度。
研究小组改进了内部监测器，这样他们就可以在更大的波长范围内(从紫外线到近红外)更好地检查仪器的准确性。他们还重新设计了积分球，以消除温度变化带来的微小影响。
“这将有助于仪器进行超过99%的测量精度水平，我们正在寻找，”Turpie说。
做出这些改变具有挑战性。 COVID-19 大流行造成的延误导致负责仪器更新和维修的总工程师制定新的远程工作计划。他和首席调查员都获得了特别许可，可以将零件直接运送到他们的家中，这样他们就可以在仪器上工作并为 2022 年的飞行做好准备。
以月球为共同标准
2019 年和 2022 年的数据加在一起有可能帮助科学家使紫外到近红外范围内的地球观测卫星数据更加一致。此外，共同的月球标准将使比较和微调当前和未来的卫星观测变得更加容易。美国宇航局即将执行的浮游生物、气溶胶、云、海洋生态系统 (PACE) 任务正计划将月球作为通用基准，以使其观测更加准确，并与地球的其他卫星测量值保持一致。在接下来的十年中，PACE 和美国宇航局地球系统天文台未来的轨道传感器将有助于为我们的星球创造一幅更具凝聚力的画面。
“在地球之外拥有一个共同的校准源将帮助我们实现这一目标，”Turpie 说。 “一旦使用空气 LUSI 测量来提高来自月球的总光量的准确性，我们就可以使用当前和未来的星载天文台对地球进行广泛更准确的测量。”
