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編者注:歡迎來到ANITA,南極脈衝瞬態天線!從10月到12月,凱蒂·穆爾雷 (Katie Mulrey) 將與 ANITA 合作團隊一起前往南極洲,建造併發射 ANITA III,這是一個利用整個南極大陸進行中微子和宇宙射線探測的科學氣球。這是系列文章“冰上的中微子”中的第四篇,記錄了這項工作。
今天在麥克默多站的氣溫是華氏20度,感覺非常暖和!溫暖的夏季天氣意味著中微子探測的時間越來越近了。我們仍然按計劃在 12 月初發射我們的大型粒子探測氣球。
ANITA 儘可能多地看到南極冰層非常重要。中微子在冰中相互作用,因此觀察儘可能多的陸地面積會增加探測面積,並使我們更有可能看到中微子。這意味著我們必須飛得相當高。
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然而,在 115,000 英尺的高度飛行電子裝置會帶來一些獨特的問題。你可能會認為在南極洲過熱不是問題,但是我們在平流層飛行,那裡的空氣密度非常低。風扇為海平面的大多數電子裝置散熱,但是當空氣很少時,這種技術就會失效。我們必須確保沒有單個元件產生過多的熱量,或者如果它們確實產生熱量,則它們能夠有效地散發熱量。所有金屬部件都用非常凌亂的散熱片化合物連線在一起,這有助於透過被動能量轉移來冷卻。我們還採取措施,透過用反光膠帶覆蓋所有會導熱的金屬來確保陽光反射到儀器上。氣球的吊艙被漆成白色,以幫助它保持涼爽,並且所有電纜都用白色護套包裹。
說到吊艙,它幾乎完成了!我們增加了兩層天線,並將所有科學儀器放在吊艙的甲板上。現在,我們需要戴上安全帽和安全帶才能進入儀器進行維修。我們還需要在有效載荷上新增兩個可展開結構。尺寸是這裡的限制因素。完全展開後,ANITA 比它正在建造的機庫還要大。這意味著一些部件必須塞在有效載荷內部,並在氣球升空後釋放。這總是令人興奮的,因為如果發射過程中可展開部件出現問題,那就無能為力了!在我們的例子中,我們正在部署太陽能電池板和一個巨大的低頻天線。如果太陽能電池板失效,我們的電池壽命將只有大約六個小時。
本週的另一項大型任務是設定我們的遠端天線脈衝器。除非我們將一些已知的訊號傳送到氣球,否則很難知道我們在飛行時看到的訊號是什麼。我們無法從麥克默多做到這一點,因為來自無線網路、對講機等的背景輻射太多。我們的兩名團隊成員前往距離麥克默多站 507 海里的西普圓頂,以設定一個從遠端站點向 ANITA 傳送已知訊號的天線。西普圓頂是一個野外營地。在南極季節期間只有兩個人留在這裡。他們負責做飯、管理站點、保持跑道暢通以及必須發生的一切。該營地主要用作前往更遠地方的飛機的加油站。
本週我們有一些很棒的課外活動。在觀察山的底部有一個管子,你可以爬下去。它穿過海冰,進入一個帶有有機玻璃窗的小房間,可以俯瞰冰下的大海。這真是太神奇了。我們看到了一些南極魚,並聽到海豹在互相交談。這就像眺望另一個星球。
我們還有機會參觀了羅斯冰架壓力脊的導覽遊。從遠處看,這些東西看起來像冰中的整齊的海洋波浪,但從近處看,它們看起來像冰塔聳立在你周圍。這是我見過的最藍的冰。在海水衝破冰層的地方,有泥濘的雪池。這也是海豹喜歡待的地方,所以我們又看到了一些海豹幼崽。這裡的野生動物很棒。賊鷗開始到達,並騷擾任何在外面吃東西的人。它們就像巨大且極具攻擊性的海鷗。它們甚至不會為車輛讓路!企鵝應該在 12 月到達。我們希望它們能經過我們的路。
此外,在進行此類野外工作時,重要的是我們保持對基本物理學的瞭解,因此我們確保花一些時間在冰上練習一些反向旋轉的樂趣,來練習角動量守恆。