加里·乔丹(主持人)：休斯顿，我们有一个播客！欢迎收看NASA约翰逊航天中心的官方播客，第216集，《地球的呼吸》。我是加里·乔丹，今天我将主持你们的节目。在这个播客中，我们请来了专家、科学家、工程师和宇航员，让你知道人类航天世界正在发生什么。国际空间站给了我们俯瞰地球的绝佳视角。几集前，我们谈到了与Kerry Cawse-Nicholson博士一起进行的ECOSTRESS(空间站生态系统星载热辐射计实验)实验，该实验研究了植物、城市地区和其他地区的地球温度。她还提到了来自其他实验的数据如何有助于我们对地球科学的整体理解，并提到了一项测量二氧化碳的实验。进入轨道碳观测站-3，或OCO-3，它每天都在做这件事。它于2019年发射，并继续从OCO-2实验中收集大气碳的数据，该实验于2014年7月在极地轨道上开始，至今仍在那里收集数据。OCO-3提供了空间站轨道的数据，该轨道位于北纬52度，南纬52度。在本期节目中，我们将从加州NASA喷气推进实验室的项目科学家Annmarie Elding博士那里获得独家新闻，了解这是什么，以及为什么帮助地球是重要的。那么，让我们来探索一项在空间站上观察地球呼吸的实验。好好享受吧！[音乐]主持人：Annmarie，非常感谢来到休斯顿我们今天有一个播客。安玛莉·埃德林：谢谢。我非常兴奋地分享了我们正在用OCO-3做的一些事情。主持人：太棒了。首先，我想更多地了解你，因为OCO-3，你知道，你有一条有趣的途径来开始这个特定的项目，而且你有环境工程科学的背景--我希望我说得对--这听起来非常有趣。所以拜托，让我们，说说你自己吧。是什么让你开始研究OCO-3，就像今天这样？安玛莉·埃德林：是的。所以，我在1988年来到洛杉矶，如果你喜欢雾霾、肮脏、糟糕的空气，那是一段很棒的时光。这就是我在博士期间所学的，是什么造成了洛杉矶的空气污染并降低了能见度？然后我们试图理解你如何设计一个解决方案来解决它。这就是我的训练和背景，思考我们生活的世界，我们周围的世界，我们面临的环境问题，然后我们如何努力解决这些问题。这在某种程度上是我在进入喷气推进实验室后所做的事情。我从在洛杉矶一个非常地方性的问题上工作，到开始思考全球情况和全球空气污染。喷气推进实验室正在准备新的仪器，准备进入太空，从太空研究空气污染，这对1999年的我来说是一个很好的机会。主持人：嗯。Annmarie Elding：所以，我参加的第一个项目是对流层发射光谱仪。这个名字并没有透露太多信息，但重点是试图通过地球大气层了解空气污染，而不仅仅是总量，但我们实际上是在试图区分地表附近的空气污染和更高层的空气污染，因为它是溶液附近的物质影响人类，所以，你想试着分开来看。这是一种全新的测量技术，它被用于EOS(地球观测系统)任务，我们取得了很大的成功。以及，这个项目的挑战和成功。但我从太空中学会了做科学，并在NASA的一个团队中工作。然后回到2010年，一个机会来到了加入轨道碳观测-2，这是建立在我对TES所做的很好的基础上的，所以这是我参与碳团队的机会，一切都从那里展开。主持人：碳工作组，这是一个很酷的名字。什么是OCO-2？Annmarie Elding：所以OCO-2，轨道碳观测站2，是OCO的后续版本。最初的仪器是用来测量二氧化碳的分光计，但它在2009年没有成功发射。所以，OCO-2是那个仪器的改建，所以他们重建了一个光谱仪，然后他们把它安装在自己的卫星上。因此，OCO-2的S实际上今天仍然在那里，从你的头顶飞过，从卫星上测量地球大气中的二氧化碳。主持人：非常有趣。在我们进入OCO-3之前，这将是我们在这里的主要讨论，我想更多地了解它到底在研究什么。因为要了解OCO-3到底在做什么，我认为我们需要更好地了解二氧化碳，地球上发生了什么，为什么这是我们真正需要研究的领域？那么，让我们从这里开始吧。OCO-3正在研究的是什么？地球上发生了什么事？安玛莉·埃德林：是的，我的意思是，它们很棒，很棒问题。而OCO-2和OCO-3是姐妹，我们使用相同的技术，测量相同的气体。还有二氧化碳，关于二氧化碳：这是一种存在于我们大气层中的分子，它有一种特殊的效应，我们称之为温室气体效应，或者它可以捕获热量和能量。你知道温室是什么，也许你不知道温室是什么，所以温室就是你使用玻璃的地方，你建了一栋玻璃建筑，阳光可以进来，但热量，波长更长的光，不能很好地释放出来。因此，即使温室外面的空气很冷，里面的空气也可能相当温暖，因为玻璃是困住能量的。因此，二氧化碳分子也会做类似的事情。能量可以通过阳光进入地球，但当它试图以热量和更长波长的辐射形式返回地球时，二氧化碳会保留其中的一部分。所以，这对地球来说是一条小毯子。这是一件好事。如果那里没有二氧化碳作为毯子，我们会冷得多，我们在这里也不会舒服。但如果你考虑到毯子的效果，你也不会想要太多的毯子在身上。进入地球大气层的二氧化碳越多，它捕获的热量就越多，因此它是导致气候变化和地球变暖的关键气体之一。具体地说，我们想要了解的更多的是我们人类的排放是如何产生的，它们有多少留在地球大气层中，它们被生长的植物吸收了多少，它们在海洋中吸收了多少？因为仅仅是几个小数字，如果我们想一想人类燃烧煤炭、石油和天然气向大气中排放了多少二氧化碳，其中大约一半通常留在大气中，大约一半每年被海洋和植物吸收。这是在过去的几十年里；随着我们的测量，这就是我们所看到的。但每年都有一点不同。这些年来，植物和海洋似乎吸收了我们排放的80%的二氧化碳。还有其他年份，他们只抽掉20%，所以这是非常不稳定的。我们想知道，这将如何展开，2050年，2070年会发生什么？海洋会被越来越多的海水吞没吗？会有一些限制吗？那些植物呢？随着植物变暖或变干，这是否会限制它们能吸收多少二氧化碳？所以OCO-2和OCO-3想要测量全球的二氧化碳，海洋，植物区域，城市区域--到处测量，并试图把二氧化碳从植物和海洋以及大气状态中吸收和释放的更详细的图景组合在一起。因此，这是一个很长的故事，但这就是为什么我们关心二氧化碳。主持人：是的，不是，但那是，这是超级有趣的。我认为这是，你刚才描述的是，你知道，这些二氧化碳是从哪里来的？是什么在生产它？它在哪里被吸收？当我读到OCO-3和它所测量的东西时，这是不是有这种叫做二氧化碳源和汇的东西的想法？这基本上就是你所说的吗？安玛莉·埃德林：是的。这正是我所说的。主持人：好的。安玛丽·埃德林：二氧化碳的来源和汇。还有，我们有时会用这个短语来描述地球是如何呼吸的，因为--主持人：嗯。Annmarie Elding：--当植物在春天生长时，特别是你想，如果你在脑海中想象一幅地球的图景，你想北半球，北美，欧洲，亚洲，我们在北半球有很多土地。这比南半球的情况要严重得多。当北半球的春天到来时，这些植物开始生长，你真的可以看到二氧化碳的数量下降，因为植物把它们都从大气中带走了。或者不是所有的，它们从大气层中带走了一大堆。然后，当这些植物在秋季和冬季死亡时，它们被释放回大气中。因此，你每年都会看到这些波动，因为植物活动，二氧化碳浓度的起伏。因此，这看起来就像地球每年春天和秋天都在呼吸。但最重要的是，我们的二氧化碳排放总量每年都在增加，因为我们排放的二氧化碳超过了植物和海洋可以吸收的二氧化碳。主持人：啊哈。Annmarie Elding：而源头和汇就是这个想法，你知道，北美的树木和植物是做什么的？他们在欧洲做什么？你们在亚洲做什么？不是每一种树和植物都是一样的，所以我们想要考虑世界不同地区的源和汇，或者吸收和移除，以了解它们到底在做什么，以及它们未来可能会发生什么变化。主持人：好的，好极了。现在，我在来源方面，你提到了一些，一些人为的，或者我认为这个词是，我可能会屠宰它，但人为的排放；所以你有一些人为的排放，然后可能有一些自然的二氧化碳来源。那些是什么?Annmarie Elding：是的，所以人类来源是主要的来源，但我们仍然必须考虑，我们可以认为陆地和海洋是一个来源，特别是当你说，例如，在11月，当植物落叶并开始腐烂时，世界上有一些地区排放到大气中的二氧化碳比被吸收的更多，所以这就是一个净来源。因此，在某些时期，自然系统可能是二氧化碳的来源。还有其他现象，比如火灾，野火现在越来越多地出现在新闻中，当你想到二氧化碳的时候，他们在网中，他们把二氧化碳从燃烧的植物中释放出来，进入大气中。因此，它们是大气的净来源。主持人：有意思。我没有意识到野火可以是一种自然的来源，很有趣。好的，然后你说水槽。我想你已经提到过它们，但我听到的是植物，它们可能会有所不同，然后另一个是海洋。它们是如何吸收二氧化碳的呢？Annmarie Elding：是的，海洋真的很有趣，因为你，你知道，我想，对我来说，我不是海洋学家，我从来没有考虑过这些事情，但你实际上有非常不同的波浪作用，有不同的温度，海洋的某些部分倾向于从下面上升并向表面流动，而海洋的其他部分则像是下沉。因此，取决于水和周围大气的温度，二氧化碳可以离开海洋进入大气，就像它也可以被带到海洋中并被吸收一样。然后在有下流的地区，这些水被带到深海。因此，它们在交换二氧化碳。它们不会有很大的变化，对吧，就像植物每年都有很大的变化一样，海洋更多的是一种与大气的稳定相互作用。主持人：嗯，很有趣。现在，就以下方面而言，我试图做的是建立基础知识，以推动我们开始讨论OCO-3。它正在研究的一些东西是这些源和汇，所有这些不同的领域。我们在这里谈论的是全球性的，对吗？当我们谈论植物和海洋以及所有这些排放源时，你知道，他们燃烧的是煤炭、石油和一切，这是大量的数据。我认为另一种，它吸收的其他一些东西是来自植物的辐射，以及一种叫做太阳诱导荧光的东西。现在，那是什么？Annmarie Elding：是的，让我告诉你关于太阳诱导荧光的事情，然后我们可以更多地谈论采样和其他东西。主持人：好的。Annmarie Elding：所以，太阳诱导的荧光是我们计划这次任务时没有考虑到的东西，但科学家们开始意识到，他们可以从太空中了解到这一点，大约在2009年，2010年，在那个时间框架内。大约在同一时间，来自不同实验室的几位不同的科学家也得出了这一结论。他们意识到，当植物和树木发生光合作用时，会有一点阳光进来，植物进行光合作用，在进行光合作用的同时会产生一些热量，同时也会释放出一些特定波长的光。当你从太空进行像我们这样的测量时，你在测量光，你试图建立模型并非常详细地理解光，那些科学家意识到在这个光谱中有一些光他们无法理解，除非他们说，哇，当植物进行光合作用时，它们发出这种能量，我正在用我的探测器接收它。所以，我们看到了植物光合作用时发出的一点光，这让我们对植物正在发生的活动有了一些了解。这就是我们所说的太阳诱导荧光。这是植物进行光合作用时发出的光的技术名称。所以，我们，我们绘制出地图，可以拍下正在发生的事情的照片。你会看到这些非常有趣的季节周期，随着植物的滚动，这种由太阳诱导的荧光变得越来越大，热带地区几乎总是显示出一个很大的信号，因为这些植物总是有足够的光、水和温暖，所以它们一直都很活跃，而像加拿大这样的国家会有一个短暂的夏季，你会从植物的活动中获得大量的荧光，然后在一年中的其他时间，信号水平要低得多。但这很棒，因为如果我们考虑二氧化碳吸收的问题，植物活动，相互作用如果你通过这个SIF信号了解光合作用，它可以帮助你拼凑出更多关于植物和它们吸收二氧化碳的谜题。主持人：这是有联系的。好的，太好了。安玛莉，这很完美，我认为这为正在发生的事情奠定了良好的基础。让我们去轨道碳观测站3号。现在，国际空间站上的这个设施是什么？Annmarie Elding：是的，所以空间站上的轨道碳观测站3号是一个很好的机会，因为正如我所说的，我们建造OCO-2是为了重建失败的发射。当这项工作被提出时，我们决定一次做两个。一次建造两个东西比先建造一个然后再建造另一个要便宜得多。以防万一，下一次我们推出它时，我们希望有这台备用仪器可用。因此，当OCO-2在太空中安全升空并开始工作时，我们意识到有机会改变备用的用途，并将其制成OCO-3有效载荷。还有国际空间站，我相信你的很多听众都有这个跟踪工具，看到它在头顶上飞，人们喜欢看到宇航员被带上来，以及所有人类活动。但在空间站外部也发生了一项令人兴奋的科学，特别是这个模块，日本暴露模块实验设备，或JEM-EF。如果你用一个非常具体的接口构建一个有效载荷，你可以发射它并将其连接起来，它就可以开始进行科学研究。所以，我认为那里大约有八九个地点，人们在那里使用仪器在空间站进行科学研究。也就是说，OCO-3进入太空，并于2019年5月安装在JEM-EF设施上。主持人：好的。所以，这是一个很好的视角，对吗？好的是，看起来OCO-2上有很多类似的仪器，这是它自己的卫星。我想那颗是在极地轨道上，对吧？这颗卫星的轨道是国际空间站。拥有这两种视角有什么好处呢？Annmarie Elding：是的，正如你所说，这是非常典型的，太空中的许多科学仪器都被发射到这些极地轨道上，在那里它们每天都在同一时间从你的头上飞过。这使他们在一天中的时间上保持了一定的一致性，这有助于一些数据的解释。但另一方面，你错过了每天发生变化的任何事情。因此，在国际空间站上，我们有机会在一天中的不同时间进行测量。我们收集的数据有时是上午8点，有时是中午，有时是下午4点。当你想到一天中不同的植物和活动时，有这种新的信息是很棒的。那些专门处理植物数据的人都已经开始进行评估，并向我们展示，他们确实看到了上午和下午的测量结果的差异，并开始了解到，例如，如果植物正在进行光合作用，但随后它们变得非常热，并在下午开始变得过热，光合作用就会因为过热而关闭，他们可以从我们收集的数据中看到一些信号。但我有点忙不过来了。所以是的，在空间站上，第一，它让你在一天中的不同时间看到东西。第二，国际空间站很大，就像一个足球场那么大，所以当你在建造一个进入空间站的仪器时，如果你有一点重，这真的无关紧要，这让我们很容易建造我们的OCO-3有效载荷，因为我们不受重量的限制，所以我们可以继续前进，做好工程，把它造好。关于我们的OCO-3有效载荷的第三件事是我们有这个令人惊叹的指向系统，我们必须添加它才能查看我们的验证站点和海洋上的闪光斑点，等等。OCO-2通过移动整个卫星来完成所有的指向。我们无法得到国际空间站运营商的同意，所以我们不得不将我们的指向系统安装在OCO-3上，事实证明，这是我们仪器上一个非常有价值的新机制。主持人：嗯。那么，什么是，什么是验证网站？Annmarie Elding：所以，如果你正在测量二氧化碳，并且你想和科学界对话，那么将你收集的数据与公认的二氧化碳标准联系起来真的很重要。每个人想到二氧化碳都要追溯到这一种测量和测量技术。所以，我们想要做同样的事情，我们做这件事的方式是，有三到四个步骤。我们在地面上安装了一些仪器，这些仪器可以仰视太阳和进行测量很像OCO-3测量，所以测量光谱，然后解释它，以找出二氧化碳的数量。但偶尔会有一架飞机或气球在这些地面站点上空升空，它通过将空气吸入收集圆筒来测量二氧化碳，就像他们在国家海洋和大气管理局(NOAA)站点进行参考一样。因此，这些地面站点是由飞机测量的，我们测量地面站点，这样我们就可以将所有东西联系在一起。因此，我们有一个由这些验证站点组成的完整网络，称为总碳柱观测网络，或TCCON。主持人：当你最终看到数据时，让它变得可靠，因为你知道你有所有这些制衡。Annmarie Elding：是的，它帮助科学家使用我们的遥感数据以及地面的现场测量，所以我们开始能够真正一起利用所有的数据。主持人：非常酷。好的，现在OCO-3，它在太空中，对，所以，它在相当高的地方运行；现在，船上的一些仪器可以帮助你测量你想测量的东西？Annmarie Elding：是的，所以，我会告诉你一些关于OCO-3的核心是什么。我们只是泛泛而谈。但是，当你在国际空间站四处飞行时，你如何计算出那里有多少二氧化碳？而我们做到这一点的方法是我们看着光。所以，我们有阳光，阳光照射在地球上，反射到地球上，我们在我们的仪器中收集一些。我们设计了三个特殊的光带来测量。其中之一的波长类似于你的眼睛看到的光的波长，也就是可见光。这一点很重要，因为如果有云挡住了路，那么在这些波长的光上就会很明显，所以我们可以说我们看到了云，数据不会很好。然后我们测量的另外两个波段是二氧化碳分子吸收光线的地方。所以世界上的每个分子，因为它们是由相互作用的原子组成的，所以有一个物理结果，每个分子与光相互作用的方式是非常具体和已知的。因此，我们的设计是专门收集二氧化碳分子与光相互作用的地方，其中一个是二氧化碳大量吸收光的地方，另一个是适度吸收光的地方。因此，通过观察光并观察它是如何变化的，我们可以发现二氧化碳与光相互作用的程度。我们用所谓的光谱仪来做这件事。所以，如果你对棱镜很熟悉，你可以通过展开光波长来制造一道小小的彩虹--主持人：是的。Annmarie Elding：--这是一个非常窄的光带通上的类似的想法，光带通，并且非常精细地解决。因此，我们收集了这三个小带中非常详细的光测量数据，这基本上就是我们需要用来提取二氧化碳含量的信息。主持人：所以，我想，正是这些光谱仪中的一些，让你有了在植物中测量太阳诱导荧光的快乐意外。你在测量光的波长，听起来就像，你会说，“嘿，看哪！”Annmarie Elding：就是这样，对。还有我提到的那个，我们担心云，所以我们使用了可见光波长…主持人：对。安玛莉·埃德林：…如果你使用最短波长的光，植物发出的光就会在那里显现出来。所以，它实际上是在OCO-2中，我们认为这些波长离探测器的边缘太远了，我们不会用它们做任何事情。这就是植物光出现的地方，是的。主持人：非常酷。现在，听起来这些是关键的乐器，对吗？你在OCO-3上找到了光谱仪。我记得你说过船上有一个指向系统。OCO-3上还有哪些很酷的技术？安玛莉·埃德林：让我想想。我们有一个，嗯，对我来说很酷，我不知道你会不会觉得这些很酷。但你知道，我们必须做的另一件事是[笑]这些光测量是数据的核心，所以你必须确保你真的了解有多少光。所以我们实际上必须有一个小型的校准系统，我们，我们所做的就是我们随身带着一些小灯，我们拿着我们的仪器，指向校准系统，定期观察灯的光。就像每几个轨道一样，我们这样做。有些灯每周亮一次，有些灯每隔几个小时就亮一次。但我们必须获得这些光线测量，以此来保持仪器校准的运行，或在整个时间段内很好地理解。是的，指向系统，在后端带有非常灵敏的高速探测器的光谱仪，校准系统TM，然后在空间站上，我们不需要有一种奇特的方式来向下传输数据，但实际上我们只需要通过以太网连接发送数据，然后空间站就会处理所有事情，将我们的数据传输到地面上。主持人：我明白了。所以这很好，对吧？这就少了一件你要担心的事情。太棒了。你认为我不会觉得这很有趣；那太壮观了。所以这很酷，校准技术。现在，就他们的工作方式来说，对，在他们的操作方面，你让空间站在地球上空飞行，是什么，一天16次，或者类似的事情；你什么时候收集，你用什么抽样技术来收集数据？所有的仪器都是怎么工作的？Annmarie Elding：是的，所以，正如我提到的，我们需要阳光来进行测量，所以我们的操作团队只会发出指令，要求在那些白天进行数据收集。但测量的概念是，我们有这些探测器，我们使用它们来获得足迹--我们称之为足迹，就像是对地面上大约2乘3公里的数据进行的一次微小测量--使用我们的探测器，我们可以一次获得8个足迹，一次是三分之一秒。所以，我们有点像你的相机。你打开快门三分之一秒，把光放在探测器上，关闭快门，然后读出数据。所以，我们就这么做。每1/3秒，我们就有8个脚印在地上。所以这八个脚印从一边到另一边大约14公里；获取数据，重置快门，再获取一个。因此，每当太阳照射到地球表面时，都会连续扫描14公里宽的数据。我们确实有两种我们主要使用的模式。其中之一就是直视，或称为最低点模式，这就是我们在陆地上所做的。而在水面上，在我所说的光的波长下，水面并不是那么明亮，所以我们必须考虑，太阳在哪里照射到水面上？如果你曾经在日出或日落的时候在湖边闲逛过，你就知道太阳在水面上反射的地方可能会非常明亮，即使远离那里的地方是黑暗的。所以，我们不是在看那个闪闪发光的斑点，但我们看起来离它很近，在那里我们从水面上得到明亮的反射。这也是指向系统如此重要的另一个原因。如果你要去寻找水面上更闪亮的地方，你需要用指向系统指向它。主持人：是的，你必须得到正确的角度，因为这个角度似乎对你的数据收集非常重要。安玛莉·埃德林：当然可以。主持人：是的，是的。而就范围而言，对，空间站覆盖了地球的大部分，你是在尽可能多地收集地球上的数据吗？您是否专注于选定的领域，并在一段时间内只收集这些选定领域的数据？你们报道的范围是什么？Annmarie Elding：是的，这是几个很好的数字，关于空间站，基本上是它飞行的轨道，你看不到，你可以看到从伦敦到巴塔哥尼亚，或者北纬52度到南纬52度的所有东西。所以，使用OCO-3我们不能抬头看北极，我们看不到任何南极洲，但我们确实能看到所有的纬度52到52。而我们，我们与OCO-2密切合作。由于OCO-2是健康和快乐的，并且每天定期进行全球测量，我们决定对OCO-3做的是，我们在一天中的很多时间里获取最低点和闪烁的数据，但我们编织了一大堆其他特殊的测量数据。所以，让我花一点时间，我会解释我们做的另一件事--主持人：是的。Annmarie Elding：--称为SAM，或快照区域地图。例如，当我们想要查看其中一个验证站点时，这个很酷的定点系统可以让我们，我们可以指向系统，指向我们正在飞行的位置的前面一点，然后扫过验证站点，然后重新指向并再次扫描它。当你飞过的时候，你基本上可以重新定位，你可以重叠大约五六个延伸的数据。你将测量大约50到60公里，然后重新指向并再次扫描，以此类推。因此，我们可以使用定点系统来获得重叠的验证数据。然后我们的工程师也设计了一种模式，你可以使用同样的指向功能，但你的目标是绘制出一个大约50公里乘50公里的区域，每个位置只有一个足迹。所以你想一想2乘3公里的足迹，如果你收集带状数据，然后在它旁边找一个，再找一个在旁边，你基本上可以绘制出一个区域。因此，我们安排，有些日子我们不安排任何时间，因为有趣的地方ES是不会被看到的。其他几天，我们会收集到30到35张这样的地图。我们已经选择了，我们有一个完整的数据库，我们想要寻找的地方。其中包括城市、火山和森林，这些地方正在进行特殊研究；例如，如果有人在野外，比如，有科学家驾驶飞机在洛杉矶和加州上空研究二氧化碳，我们将与他们协调并收集他们所在位置的数据地图。所以，我们用OCO-3的一小部分时间在这些不同的焦点区域上做那些特殊的快照区域地图。再一次，城市，火山，森林，验证地点。这是OCO-2不能做的事情，也是我们用OCO-3得到的一个非常有趣的新数据集。主持人：太棒了。非常非常酷的技术。这看起来像是因为你在OCO-2上工作，你在2000年之前来到喷气推进实验室，我想知道，你说1999年，所以我想知道，你提到OCO-3是一个令人高兴的结果，为OCO-2建造了一个备用设备，并意识到，嘿，你知道，也许我们可以把它变成一个可以收集更多数据的东西，还有一个比国际空间站更好的地方；我想知道你是否在那里见证了这个想法的起源，并为将其送上国际空间站的过程而努力。你也是其中的一员吗？安玛莉·埃德林：是的，我是。我完全有机会从一开始就在那里--主持人：太棒了。Annmarie Elding：我记得和我们一起工作过，你知道，我们在喷气推进实验室有很多伟大的工程师，我还记得当时的讨论，你知道，我们可以在哪里使用这种备用仪器；有什么好处，有什么坏处，我们要做什么？并得出结论，空间站是我们所能看到的最好的选择，然后做工作使其成为现实。它是，它是超级有趣的。[笑]主持人：[笑]太棒了！所以，当你意识到你要去空间站的时候，你提到了一些你需要补充的东西，因为它将进入空间站，对，你有这个指向能力之类的东西。我想知道它需要说什么，好的，让我们把它送到空间站。所有需要对其进行测试和验证的工作，以及准备搭乘SpaceX龙进入空间站的工作。安玛莉·埃德林：哇，我们可以在这上面再花一个小时。但我的意思是，有几件事从那份工作中浮现在我的脑海中。其中之一就像，你知道，了解空间站的环境会是什么样子。还有，当你在太空时，你会考虑一些事情是你的温度以及你将如何控制你的温度，因为你在太阳的轨道上有一部分时间，然后你就离开了太阳。随着这种变化，你可以很快变得超级冷和超级暖。但空间站和JEM-EF实际上提供了一种冷却液，我们可以通过我们的仪器系统运行。所以，热工们不得不做很多工作来弄清楚，我们能否保持良好的稳定温度。事实证明，温度稳定性对我们的仪器和光谱仪非常非常重要，因为如果仪器变暖一点，排列可能会有一点变化，然后这对我们想要使用的光谱仪真的不是很好。所以，温度、计划和弄清楚我们是否能够保持我们的温度控制是一回事，我记得有很多关于这个问题的讨论。然后，还有振动。所以，当你被发射到太空时，你的仪器上最难的事情就是发射过程，对吗？一旦你连接到空间站，你就会在那里飞来飞去，那里是一个相当平静的地方。但你想想被绑在火箭上并从地球上发射的过程是很大的振动。而OCO-2仪器是由美国国家航空航天局使用了很长时间的阿特拉斯火箭发射的，人们很清楚这种振动会是什么。从成本的角度来看，转而使用SpaceX是一个很大的好处，但它并不是一次温和的旅行。所以，如果我们有视觉效果，而不仅仅是口头的，我会给你们看这张照片，这张照片看起来很疯狂，我们必须在发射过程中做一些额外的工程工作来抑制振动。我们的仪器底部有一整套的导轨，它们只是隔振系统的一部分，所以当我们乘坐SpaceX火箭升空时，我们没有太用力地摇晃和摇摆。建造这个指向系统，你知道，当它运行时听起来很酷，但你可以想象设计一个可以移动多少次的东西，就像我们要让它移动一样，而且你必须在这个指向系统内有电缆，对，它有为了获得电力，它必须知道自己在哪里，所以它里面有缠绕的电缆。因此，设计它，使它能够移动，移动顺利，并能长时间发挥作用，这对团队来说是一个很好的工程挑战。因此，这些都是我记得长时间讨论的几件事。当然，每当你为太空建造东西的时候，你都会做很多测试，测试过程中通常会出现一些令人惊讶的事情。在这个冰冷的真空环境中获得东西是昂贵的，你需要模拟太空。因此，当我们测试我们的仪器时，我们一天24小时全天候地运行整个操作。因此，这对团队来说是一种巨大的推力，他们在做这些全天候的测试工作时，要高效地完成工作，并对任何意外做出快速反应。主持人：太棒了。Annmarie，听起来为了让这个仪器成为可能，为进入国际空间站做好准备，我们做了很多工作。你知道，有专门为猎鹰9号发射做准备的工作。我想知道你是否有机会去佛罗里达观看它飞向太空，那是什么感觉。Annmarie Elding：所以，这个，是的，与SpaceX合作，然后猎鹰9号，我们真的很兴奋能这样做，并成为他们有效载荷上升的一部分。所以我们，我在努力记住…我还记得其中一些照片。工程团队中的一部分人带着有效载荷下沉，并在设施中看到它被装载到龙上。所以，你，所以龙，如果你拍，看任何一张龙太空舱的照片，有几个很大的，类似工字形的轨道，然后你的有效载荷基本上有脚抓住这些轨道。所以我们的团队带着一辆卡车去了那里--我还记得那天下午，当我们把有效载荷装上这辆开往佛罗里达的卡车时，所有的团队都出来看着这件事发生，我们在那个阶段感到非常兴奋。一些工程师继续前往佛罗里达州，看到它被集成到龙的太空舱中。然后我们中的许多人都下了楼，试图在那里观看发射。我相信你和你在太空事业中的听众都知道，发射永远是一个窗口，对吗？你会想，好吧，我们周二去，但之后什么事情都有可能发生。因此，不幸的是，我们受到天气延误和其他干扰，我无法亲眼目睹发射过程。主持人：哦，不。Annmarie Elding：我们只有，我想我们大约有四五个人这样做了。但好消息是，我们、我们的摄制组和团队都很热情，有一天晚上我们基本上去了当地的一家酒吧看发射，但出现了延迟，所以第二天晚上我们又回来了，仍然有一批很好的摄制组出现，在电视上看了所有的东西。美国国家航空航天局，美国国家航空航天局的节目，然后如你所知，当你与SpaceX合作时，他们到处都有摄像头。所以，看到发射本身是超级酷的，但也看到了相机图像作为龙舱与运载火箭的分离，你甚至可以在太空中看到我们在龙的后面的有效载荷。所以，我们看到了很多东西，尽管我们没有亲自去佛罗里达参加这个活动。主持人：不过感觉可能还是不错的，特别是最后那张图，你可以第一次在太空中真正看到你的有效载荷。那一定很令人兴奋。就像，哇，就是这样。它在太空中。安玛莉·埃德林：是的。不，当火箭升空时，我和我都很兴奋，然后我周围的工程师说，安静，安静，我们还没到那一步，我们还没到那一步。所以，他们不会庆祝，直到你看到他们的分手--主持人：是的。安玛莉·埃德林：--你实际上可以看到龙的太空舱漂浮在外面。然后有了更多的乐趣。就像，你知道，你被发射了，但之后需要一些时间才能与国际空间站同步。我还记得，当我们经历龙飞船到达空间站的过程时，我在哪里。一个机械臂连接并紧握着太空舱。所以这是令人兴奋的。然后我想是在一天后，机械臂把我们的有效载荷从太空舱的后部拉出来，把它递给另一个机械臂，然后把它带回来，实际上把我们连接到了JEM-EF槽中。工程师们让国际空间站的工作人员在机器人手臂上安装了一个摄像头，并在我们开始测试我们的指向系统是否正常运行时进行了观察。所以，在那里发生了很多我们能够看到的事情，所有的相机和所有的数据都从空间站向下传送。所以这实际上是所有，就像，令人惊讶的，看到这一点发生。主持人：太棒了。然后，从那里，你就像，我想，你启动了，就像，好的，现在是开始数据收集的时候了。所以，我们已经讨论了关于野猪的设施本身D，一些乐器，它在做什么，它捕捉到了什么。现在让我们下地吧。当仪器在世界各地做所有这些事情时，会发生什么情况来将数据发送给你？你的团队在哪里？能给我们介绍一下成为OCO-3团队的一员是什么感觉吗？Annmarie Elding：是的，所以与OCO-3合作并参与从运营到数据处理再到科学数据产品的一切都是非常令人兴奋的。所以，为了从我们需要的地方出发，我们坐在地上说，嘿，我们这周要衡量什么？有什么可用的？国际空间站上发生了什么？我们的任务行动团队是一群专家，他们拥有一套工具，让我们提前一周制定计划。每周我们制定一个计划，为科学审查它，然后他们实际上直接与我们的有效载荷交谈。他们通过任务操作中心，在有效载荷上发送一组指令。这些人会被处决并收集我们的数据。我们收集数据，然后每六个小时通过国际空间站系统将数据发送到地面，我们的数据运营团队得到一堆1和0，这就是原始数据的样子。他们使用他们的工具和数据处理将其转化为光照水平，然后最终转化为我们感兴趣的科学数据产品。他们的挑战是保持他们的数据通过管道流动，这样他们就可以跟上我们不断收集的数据流。最后，我们有一群科学家，他们从事一切工作，仪器的校准，数据的验证，然后是科学和我们收集的数据的使用。所以我们有三组人，他们每周每一天都在施展他们的魔力，让这一切成为现实，创造出数据产品。主持人：[笑]没错。你一直在这么做，对吗？自2019年推出以来，你已经做了很多工作。你有很多数据。你已经开始把其中的一些东西拿出来了。我发现其中一件有趣的事情是关于洛杉矶地区二氧化碳浓度的一些公布的数据。那到底是怎么回事？安玛莉·埃德林：是的。我是说，洛杉矶很棒。我们有数百万人居住在那里，像晴朗的天空一样疯狂地排放二氧化碳，高山困住空气。所以，这是一个学习的好地方。这第一项工作表明，如果你能在太空中像我们这样观察，并看到整个洛杉矶地区，你肯定会从排放中吸收额外的二氧化碳。但它看起来可能非常不同，这主要是由风驱动的。因此，我们证明，如果你考虑到排放和风，你可以在很大程度上解释S在盆地中观察到的OCO-3。因此，这是对这项技术的一次很好的检查，它也帮助我们知道，要试图将这些技术应用到其他城市，我们必须对排放量和风有相当好的估计，才能解释我们的数据。主持人：很好。你将继续收集数据。而且还有很多事情要做。我想知道，你知道，有很多关于你所描述的地球如何呼吸的好信息，对吗？因此，我想知道，在公布一些数据方面，我们能期待什么，这样也许，也许我们更好地了解我们的星球，更好地理解如何帮助我们的星球。我认为这是这次调查可能带来的最好的结果之一。我想知道OCO-3团队的一些计划是什么。Annmarie Elding：是的，所以OCO-3团队处于一个独特的位置，因为当你进入国际空间站和JEM-EF时，你不会永远留在那里。很多人想做像我们这样的实验，所以我们实际上有三年的承诺。看起来，在大约三年零四个月的时间里，我们实际上不得不说再见了。我们将尽可能长时间地收集数据，但另一台仪器正在建造中，当它们准备好升空时，我们就会被带离空间站。对许多人来说，另一件令人惊讶的事情是，我们无法将仪器带回家，看着它，然后拆开它，因为龙太空舱可以携带，我想这个数字大约是6000磅到空间站，但它不能带回家那么多。所以，我们被放在一个太空舱里，但在任务结束时，我们会在大气中燃烧，变成一团尘埃。所以，这件事有一个真正的结束。主持人：是的。[笑]所以这很好。但是，你知道，我们必须期待任务结束时，你有机会坐下来，你不必担心所有这些负责数据收集和操作的团队，对吧，你可以坐下来查看数据，找出一些新的和关于我们星球的有趣的事情。安玛莉·埃德林：是的。是的，不，我们已经，我们已经得到了一些见解，我们可以看到，就像你说的，当我们有更多的时间去挖掘的时候，我们可以去哪里。我们在洛杉矶做了这项工作，现在我们正在关注许多其他城市。当你看看我们的数据以及其他仪器测量的气体，例如二氧化氮，我们真的开始能够从数据集中拼凑出城市排放的详细图景。此外，正如我提到的，研究植物的人们使用不同的时间数据，并使用来自我们邻居的一些数据，比如国际空间站上的ECOSTRESS，有一个日本的有效载荷，还有一些其他人正在研究植物，植物的类型。还有GEDI(全球生态系统动力学调查)，它正在研究那里有多少植物材料。因此，科学家们正在使用所有不同类型的方法一起测量植物，以更深入地了解它们的活动，是什么限制了它们的二氧化碳清除，它们如何应对压力和干旱，等等。所以，未来会有很多有趣的科学问世。主持人：Annmarie，我认为这是一个完美的结束之处，这里有一个预告片，你知道，让人们对即将到来的事情感到兴奋，我想，在离OCO-3任务结束只有一点时间的时候。但是Annmarie，这是一次很棒的讨论。我学到了很多。上次我们交谈时，我们在SpaceX Crew-2广播中进行了一次简短的交谈，当时您来到SpaceX总部，我们只进行了简短的交谈。潜水如此之深实在是太有趣了。所以，我真的很感谢你抽出时间来。感谢您今天的光临。Annmarie Elding：是的，真的很感谢大家的兴趣，我很高兴我们分享了一些关于科学的信息，以及我们正在与NASA和OCO-3一起做的很酷的事情。主持人：嘿，谢谢你在我身边逗留！今天与Annmarie Elding博士就OCO-3进行了一次多么有趣的对话。我确实学到了很多，我希望你也学到了。请查看NASA.gov/ISS，以了解正在进行的所有实验的最新情况。Annmarie还提到了一个名为Spot the Station的网站。她说，有一款应用程序，每当空间站从头顶飞过时，它都会给你发短信，这样你就可以走出去，你可以看到它。它会告诉你它在你所在地区的飞行位置。这是SpottheStation.nasa.gov。我们是NASA整个机构众多播客中的一个。你可以在NASA.gov/podcast上查看我们所有的节目，你可以在那里找到我们的全集。我们在Facebook、Twitter和Instagram上的NASA约翰逊航天中心页面上，你可以在你最喜欢的平台上使用#AskNASA的标签来提交这个节目的想法，或者问一个问题。别忘了说这是我们在休斯顿的节目，我们有一个播客。本期节目录制于2021年8月26日。感谢亚历克斯·佩里曼、帕特·瑞安、诺拉·莫兰、贝琳达·普利多、雷切尔·巴里和埃琳·安东尼。当然，再次感谢Annmarie Elding博士抽出时间来参加这个节目。无论你在什么平台上收听我们的节目，请给我们评分和反馈，并告诉我们你对我们的播客的看法。我们下周还会回来的！