小行星探测发展综述

小天体上保存着太阳系形成初期的原始成分,同时可能蕴含着地球生命与水起源的重要线索,是研究太阳系起源和演化历史的活化石。近年来,小行星探测已成为主要航天国家深空探索领域的重点发展目标之一。简要总结了国际上小天体探测历程,对小行星探测的研究和发展趋势进行了综述,重点探讨了未来小行星探测任务面临的主要关键技术,并对中国后续开展小行星探测活动提出了相关建议。     

近地小行星:美国载人航天新目的地

1 探索近地小行星的意义 仔细阅读这个路线图,不难发现NASA已将近地小行星作为美国载人航天的近期目的地.探索近地小行星,不仅可以揭示太阳系的形成和地球生命起源等科学问题,而且可以预测和应对小行星撞击地球的威胁.可能给人类带来巨大恐慌和灾难的太空天体威胁,当属自然天体与地球可能发生的碰撞.事实上,这离人类并不遥远,例如科学家最近预测,在2032年前后可能有小行星撞上地球;又如,2013年2月在俄罗斯车里雅宾斯克发生的陨石坠落事件.虽然一些报道有夸大危险之嫌,但对此绝不能轻视.通常,这种较大规模的碰撞发生频率较低,一般几十年才有一次,但它对人类社会可能造成的损失十分巨大.     

奥西里斯-雷克斯:太阳系的“考古学家”

小行星也是太阳系家族中一类成员。通过小行星探测,可以了解太阳系的起源和演化情况,认识小行星的构成和运行情况,为开发小行星资源或防范近地小行星撞击地球提供基础信息。本期特制作"小行星探测专题",对近期人类小行星探测的进展及成果进行总结,并对未来的探测活动进行展望,敬请关注。     

美国小行星探索之路能走多远?

根据2011年7月28日的报道,天文学家研究发现一颗小行星藏在地球绕日轨道上,它已陪伴着地球渡过了至少几千年的时光。,这种小行星被称作“特洛伊小行星”,尽管其与地球距离比地月远得多,但由于轨道相近,它是最适合航天员探索的地方之一。美国航空航天局（NASA）在未来15年内很有可能对其进行研究甚至开发。研究者还认为,如果能够发现更多的“特洛伊小行星”,航天员能在这些小行星上寻找地球匮乏的贵重矿物。这一发现也为科学家研究太阳系开启了全新的视野。 长期以来,人类对于近地小行星（NEA）及更少见的近地彗星知之甚少。了解这些天体有助于人类获得太阳系形成的科学信息,这些天体上还可能存在具有潜在价值的太空物质。因此,2010年美国总统奥巴马将小行星探测列为美国航空航天局（NASA）未来载人航天计划中的重要内容。     

在地球上寻找外星生命

天文学研究并不意味着一定要拥有一架太空望远镜。在研究过程中，天体生物学家借助的设备便不是太空望远镜，而是显微镜。天体生物学研究宇宙中生命的起源、进化、分布和未来。这一涉及多学科的研究领域将目光聚焦于寻找太阳系的适居环境和系外适居行星，寻找火星及太阳系其他天体生命起源前的化学迹象和生命存在证据，对地球生命的起源和早期进化进行实验室和实地研究，同时研究生命适应地球和太空环境的潜力。     

"鞋匠"的亲吻

这是人类探索太空史上的首例--美国航空航天局的无人驾驶飞船"尼尔鞋匠"号于北京时间2001年2月13日成功降落在一颗离地球3.16亿千米远的以古希腊爱神"厄洛斯"命名的小行星上,实现了历史上首次探测器与小行星的相会.这次对小行星的探索与考察对于人类具有非同寻常的意义:一是可以考察太阳的起源;二是提高人类对小行星撞击地球危险的认识.     

小行星探测进展及技术特点分析

正小行星形成于太阳系早期物质演化阶段,是太阳系演化过程的"活化石",探测小行星有助于揭开太阳系起源的奥秘;小行星还蕴含丰富的资源,包括高价值金属,氧气、氢气、氨气以及普通矿物,可通过原位利用的形式支持深空探测。国际上对小行星的研究不断深化,小行星探测活动正日益成为热点。     

世界第1个小行星探测机器人MINERVA

可以认为，太阳系中存在的小型天体(小行星和彗星)保留着太阳系当初诞生时的物证，它对探索太阳系的起源非常重要。     

中国深空探测器技术的发展与展望

□□人类所生存的地球，只是浩瀚宇宙中的沧海一粟。自古以来，随着科学技术的进步和发展，了解太空、探索地球以外的物质，一直是人类不懈追求的目标。人造地球卫星、载人航天技术的发展，使人类认识宇宙的目光越来越远；而探索更深更广的太空，则成为了现代人类航天活动的一个主要方向。深空探测主要包括对月球的探测、行星及其卫星探测和行星际探测三大方面。深空探测对人类了解太阳系的起源、演变历史和现状，通过对太阳系内各主要行星的比较研究，进一步认识地球环境的形成与演变、探索生命的起源和演变以及积极开发和利用空间资源具有…     

我国小天体探测任务设想

正小天体是太阳系重要的组成部分。研究普遍认为,小天体保留了早期太阳系起源、形成与演化时的重要信息,可能蕴含着地球生命起源的重要线索,是研究太阳系起源的"活化石"。开展小天体探测在揭示生命起源、推动技术进步、开发天然资源、保护地球安全等方面意义重大,影响深远。小天体探测任务是我国行星探测重大工程规划的又一个标志性项目,将通过一次任务,实现对近地小行星的近距探测、采样返回以及对主带彗星的探测,有望突破多项关键技术,获取原创性科学成果,进一步提升我国的深空探测技术能力,力争在小天体探测技术领域进入国际先进行列。     

KuaFu Mission

The KuaFu mission-Space Storms, Aurora and Space Weather Explorer-is an "L1+Polar" triple satellite project composed of three spacecraft: KuaFu-A will be located at L1 and have instruments to observe solar EUV and FUV emissions, and white-light Coronal Mass Ejections (CMEs), and to measure radio waves, the local plasma and magnetic field,and high-energy particles. KuaFuB1 and KuaFu- B2 will bein polar orbits chosen to facilitate continuous 24 hours a day observation of the north polar Aurora Oval. The KuaFu mission is designed to observe the complete chain of disturbances from the solar atmosphere to geospace, including solar flares, CMEs, interplanetary clouds, shock waves, and their geo-effects, such as magnetospheric sub-storms and magnetic storms, and auroral activities. The mission may start at the next solar maximum (launch in about 2012), and with an initial mission lifetime of two to three years. KuaFu data will be used for the scientific study of space weather phenomena, and will be used for space weather monitoring and forecast purposes. The overall mission design, instrument complement, and incorporation of recent technologies will target new fundamental science, advance our understanding of the physical processes underlying space weather, and raise the standard of end-to-end monitoring of the Sun-Earth system.     

浅论人质解救作战

人质解救向来是特种作战中最困难的一环，因为人质解救需要考虑到许多因素，其中最重要的就是人质安全。对于军警特勤队来说，要想成功地放倒所有恐怖分子又不伤及人质可说是难上加难，成功的案例也屈指可数。正因如此，各国有能力负责人质解救任务的军警特勤队都是精英中的精英，因为只有接近完美的训练才能确保攻坚行动的成功。[编者按]     

“太阳风-磁层相互作用全景成像”卫星任务概况

空间物理学是伴随着空间技术的发展而兴起的一门多学科交叉的前沿基础学科,主要研究日地空间的物理现象,其中,日地耦合问题是目前世界各国空间科学研究的核心问题之一。2014年,中国科学院(CAS)和欧洲航天局(ESA)共同发起实施了中欧联合空间科学卫星任务,致力于在任务的整个生命周期内,共同策划、征集、遴选并开展方案设计、工程研制及数据分析与利用。经过多轮遴选,"太阳风-磁层相互作用全景成像"(SMILE)卫星从多个项目建议中脱颖而出。SMILE卫星由中国和欧洲科学家共同提出,旨在大倾角、大椭圆轨道上,对向阳侧磁层顶、极尖区和地球极光进行全景成像,同时通过原位测量地磁场、等离子体,以提高人类对于太阳活动与地球磁场变化的相互关系的认知。2015年底,中欧双方各自通过决策机构的立项建议审查,启动了工程立项工作。其中,中方工程立项综合论证工作已经完成,中国科学院于2016年11月批复工程立项。     

Taiji-1 Satellite Mission

China's first satellite to conduct experiments on key technologies related to space-based gravitational wave detection, Taiji-1, has successfully completed its in-orbit tests, making a breakthrough in the country's gravitational wave detection. With the success of Taiji-1's in-orbit tests, the first goal of Chinese Academy of Science's three-step strategy to implement the Taiji program has been successfully achieved.      

走近冥王星的“新地平线”

<正>经过约9年的长途跋涉,美国研制的世界第一个冥王星探测器"新地平线"(New Horizons,又译"新视野"),于2015年1月15日开始探测位于太阳系边缘的冥王星及其卫星附近,触手探及太阳系最后一块未开垦的处女地,打开人类的新视野。目前,该探测器已飞行了约4.8×109km,距冥王星的路程仅剩2.2×108km。冥王星与地球的最近距离也有4.7×109km,最远100多亿千米,因此至今还没有一个空间探测器探测过它。探测完冥王星及其卫星后,它将飞向柯伊伯带(Kuiper Belt),去寻找关于太阳系起源和地球生命起源的线索。     

全球海表流场多尺度结构观测卫星计划

全球海表流场多尺度结构观测卫星计划（Ocean Surface Current multiscale Observation Mission, OSCOM）首次提出海表流场、海面风场和海浪谱（简称 “流–风–浪”）一体化探测的多普勒散射计（Doppler Scatterometer, DOPS）测量原理和系统体制。OSCOM采用Ka-Ku双频多波束圆锥扫描体制的真实孔径雷达,将实现超过1000 km观测刈幅、公里级分辨率的“流–风–浪”一体化卫星直接观测。OSCOM将突破海洋亚中尺度非平衡态动力学、海洋多尺度相互作用、海气耦合的研究瓶颈,支撑实现海洋系统科学、气候变化等理论研究的重大突破。未来,应用OSCOM海表流速观测的模式改进,将奠定海洋非平衡态过程数值模拟、同化和预报的动力学基础,实现海洋和海气耦合模式的重大改进。通过与多源数据融合,OSCOM海流观测的应用将为海洋生物地球化学循环、碳收支研究和国家重大任务提供支撑。OSCOM科学卫星的实施对于我国地球系统科学和卫星对地观测重大应用的突破有至关重要的意义,有望带动我国应用卫星的发展从追赶、并行走向领跑。      

Brief Introduction about the SVOM Mission

SVOM is a mission dedicated for studying γ-Ray Bursts, and will also be a powerful target-ofopportunity observatory for the whole astronomy community. The mission has been approved jointly by both Chinese and French space agencies. It is planned to be in the orbit in 2021 with an altitude ≤ 600 km and an inclination ≤ 30°.      

“奋进”号的绝唱之旅

美国东部时间5月16日8时56分(北京时间20时56分),美国"奋进"号航天飞机从佛罗里达州卡纳维拉尔角发射基地肯尼迪航天中心升空,进行最后一次飞行。这是"奋进"号航天飞机第25次飞行,也是航天飞机第134飞行。主要任务"奋进"号的此次飞行代号为STS-134,其主要任务是为国际空间站送去阿尔法磁谱仪-2高能粒子探测器,以及快     

载人小行星探测任务总体方案研究

设计了在近地轨道组装具有分组单元结构的载人深空飞船,包括核热推进单元、燃料储箱与供给单元、主动防辐射单元、人工重力单元、深空居住舱与多任务乘员舱等,给出了各个单元的尺寸与质量参数,并对主要单元的具体组成、功能和技术特点进行了分析。在此基础上,本文以编号4660的Nereus小行星为探测目标,设计了两脉冲转移初始轨道,并进行了轨道优化,得到了发射窗口和最优转移轨道。仿真结果表明,给出的最优两脉冲转移轨道单次施加脉冲在5km/s以内,单程转移时间在160d以内,能够满足未来能量较小的载人小行星探测任务。     

金星火山与气候探测任务

金星火山和气候探测任务（Venus Volcano Imaging and Climate Explorer,VOICE）聚焦金星火山与热演化历史、水与板块运动、内部结构和动力学、气候演化和生命信息探索等重大科学问题,提出采用极化合成孔径雷达（Polarimetric Synthetic Aperture Radar,PolSAR） 、下视与临边结合的微波辐射探测仪（Microwave Radiometric Sounder,MWRS）和紫外–可见–近红外多光谱成像仪（Ultraviolet-Visible-Near Infrared Multispectral Imager,UVN-MSI）等三个先进的有效载荷,在350 km圆轨道上对金星全球表面和大气联合探测。 PolSAR将对金星全球表面进行高分辨多极化雷达成像;MWRS将对金星全球云下大气的热力结构和化学组成,云中可能的宜居环境及与生命相关大气成分进行探测;UVN-MSI则实现大气全貌成像、表面光谱成像和闪电检测。通过多种先进探测载荷和技术手段的结合,VOICE任务将揭示金星构造热演化历史和超温室效应机理,探索其宜居性和生命信息。VOICE任务的实施将实现国际金星研究探索中许多“零”的突破,为理解行星宜居性和太阳系演化提供极为关键的观测支持,对提升中国在国际深空探测与空间科学研究中的地位产生重大影响。