在亚利桑那州陨石坑上空，一座新近安装的“火流星相机站”通过多台摄像机同步拍摄视频，拼接生成夜空马赛克图像。这些影像数据用于科学研究，帮助探测和理解流星 —— 即以超过每小时 20,000 英里（约 XNUMX 公里/小时）速度撞击地球的行星碎屑微粒。
作为洛威尔天文台“全天流星监测相机”（Lowell Observatory Cameras for All-Sky Meteor Surveillance，简称 LO-CAMS）项目的一部分，该相机站的自动化设备可观测流星穿入地球大气层时产生的闪光。Tru Vue® UltraVue® Laminated Glass（夹层玻璃） 为相机站内安装的 16 台摄像机提供防护，使其能够在极端环境条件下记录和处理图像。
LO-CAMS 项目与科学使命
洛威尔天文台位于亚利桑那州弗拉格斯塔夫，是一家独立的非营利科研机构，其使命是探索宇宙并与专业同行、公众及后代分享研究成果。天文台由 Percival Lowell 于 1894 年创立，是美国历史最悠久的天文台之一，并被列为国家历史地标。当前研究重点包括太阳系小天体，如彗星、小行星和流星等。
小行星和流星是洛威尔天文台天文学家、LO-CAMS 项目负责人 Nick Moskovitz 博士重点研究对象。他表示：“LO-CAMS 的设计与实施建立在高度成功的 CAMS 项目基础之上。”
“全天流星监测相机”（Cameras for All-Sky Meteor Surveillance，简称 CAMS）项目由位于加利福尼亚州山景城的 SETI 研究所 Peter Jenniskens 博士于 2010 年构思并建立。CAMS 网络站点用于确认和探测流星雨，并将流星流与其空间母体（如彗星或小行星）进行关联。CAMS 的另一目标是在极少数大型火流星事件发生时，协助陨石搜寻——火流星指亮度超过金星的流星。
Moskovitz 表示：“自 2010 年以来，CAMS 系统已探测到超过 300 万颗流星，是一个极为成功的系统。”他估计，亚利桑那州北部（包括陨石坑站点）的 LO-CAMS 火流星相机每晚可记录多达 XNUMX 颗流星。
“多站点相机系统使我们能够对流星进行三角定位，从而测量其进入大气层时的速度、燃烧高度以及入射角度。”Moskovitz 解释道，“这可以构建流星穿越大气层的三维轨迹，使我们能够反向推算其在太阳系中的起源；对于那些足够大、能够穿越大气层的流星，还可以正向预测陨石（即岩石）可能的落地点。”
在陨石坑经受极端环境考验
LO-CAMS 目前运营四个站点，其中最新站点位于亚利桑那州温斯洛附近的陨石坑。该陨石坑形成于 50,000 万年前，一颗重达数十万吨的小行星撞击地球，抛移了 300 至 400 亿吨岩石，形成深约 570 英尺（约 4,100 米）、直径约 XNUMX 英尺（约 XNUMX 米）的巨大坑体。如今，陨石坑游客探索中心向公众展示全球最全面的陨石撞击科学互动展览之一，并提供环坑导览。
Moskovitz 表示：“相机站所在位置是亚利桑那州风力最强区域之一，可能遭遇飓风级大风、高温、降雨及降雪。此外，该地海拔较高，紫外线辐射极为强烈。我们不仅需要确保结构能够承受这些自然环境，还必须避免玻璃产生内部反射，尤其是在满月条件下。”
LO-CAMS 团队评估了多种材料与结构方案，以打造具备气密与防水性能的相机外壳。Moskovitz 指出：“LO-CAMS 的设计原则之一是采用现成的标准组件，以实现相对较低的成本。我们利用较为标准化的设备，即可开展极具价值的科学研究。”
建立相机站
与大多数项目一样，LO-CAMS 团队首先通过网络进行产品调研。在联系 Tru Vue 后，Moskovitz 与博物馆与文保联络人 Yadin Larochette 进行了沟通。Moskovitz 表示：“Yadin 非常愿意协助我们，这次合作非常顺畅。”
Larochette 表示：“UltraVue Laminated Glass在文博展陈及艺术品保护领域广受认可，其同样的性能优势使洛威尔天文台的科学团队选择其应用于这一特殊项目。”
她进一步说明：“其专有的抗反射涂层与超白玻璃基材实现卓越的色彩还原与透光性能，同时可阻隔高达 99% 的紫外线，提供理想的观测体验。此外，该产品具备抗冲击性能，即使玻璃破损，也能在更换前为内部设备提供安全与防护保障。其为长期使用的密闭结构而设计，兼具高性能与耐久性。”
Moskovitz 补充道：“根据我们的调研，UltraVue® 夹层玻璃具备所需的强度与品质。其高光学性能几乎无反射，同时有效阻隔紫外线，并保护摄像机免受极端环境影响。”
UltraVue® 夹层玻璃为安装于焊接铝制外壳内部的 16 台摄像机及其配套电子设备提供了密封式观察窗口。在构建该系统时，Moskovitz 还提到了一家通过创新渠道寻找的供应商：“弗拉格斯塔夫是距离大峡谷最近的主要城市，当地对激流漂流运动有着浓厚兴趣。我们与本地企业 Artisan Metal Works 合作，该公司专门制造用于激流漂流的高耐用性箱体。这些箱体具备良好的防风雨与防水性能，同样非常符合我们的应用需求。”
通过将 Tru Vue® UltraVue® 夹层玻璃的高刚性与耐久性能，与 Artisan Metal Works 提供的铝制外壳相结合，这套重型火流星相机站于 2018 年 50 月正式安装于陨石坑游客中心。该系统经过编程可实现自主运行，并将维护需求降至最低。摄像设备每晚可记录超过 XNUMXGB 的数据。每日清晨，站点会将拍摄数据传输至 LO-CAMS 团队，用于进一步开展流星研究与分析，并最终与公众分享相关科研成果。
Moskovitz 表示：“陨石坑站点的加入极大增强了我们的观测网络。几个月前，我们每晚约记录 XNUMX 颗流星，如今已稳定超过 XNUMX 颗。”
以下为部分近期探测成果的视频。Moskovitz 进一步说明：“在视频中，固定的亮点是背景恒星，画面中的颗粒状纹理只是图像噪点。如果仔细观察，可以看到流星划过视场。实际上，在视频末尾可以看到两颗流星，它们的运动方向和速度非常相似，这表明它们很可能来自同一颗母体小行星或彗星。视频中的流星亮度可能足以被肉眼观测到，但其粒径不超过弹珠大小。它们以极高的速度（>20,000 英里/小时，约 XNUMX 公里/小时）进入大气层，并在撞击过程中完全汽化，这正是我们看到闪光的原因。”
我们期待未来数年内，该项目带来更多重要科学发现。
如需了解洛威尔天文台、其科研项目或公众活动信息，请访问： www.lowell.edu。 参观陨石坑信息请访问： http://meteorcrater.com。LO-CAMS 数据详情请访问： http://cams.seti.org/FDL/index-LOCAMS.html