低轨星载粒子探测器布局优化研究

基于卫星工具包(STK)、MATLAB软件和国际地磁参考场(IGRF)模型,对粒子探测器在低轨卫星任务中的投掷角测量范围进行了仿真,并给出了其探测器的星上布局优化方法。研究结果表明:粒子探测器的星上布局选择与任务的探测目标相关。如果探测目标是束缚在磁场中作弹跳运动的粒子,应将探测器在朝向卫星轨道坐标系±Y轴的基础上向卫星的前进方向偏转;如果探测目标是处于损失锥中的沉降粒子,应将探测器在朝向卫星轨道坐标系-Y轴的基础上向天顶方向偏转;为实现全投掷角探测范围的探测,要使用多个探测器通过构型布局优化进行联合探测。文章提出的投掷角测量范围分析与优化方法,可推广到多种轨道高度的粒子探测卫星总体设计中,为提升卫星的总体分析设计水平提供支持。     

前言

随着空间事业的发展,科学研究和应用卫星将进一步得到发展,对磁敏感的星载探测器将广泛地被采用,长寿命卫星使用磁矩来控制其姿态是节能的控制方案之一,这样对卫星的磁特性测量被提到日程上来。为此,有必要建造一台大型地面磁设备,在卫星四周造成一个模拟的空间磁环境或无磁(零磁)环境,以能对卫星磁特性或星载磁敏感探测器进行精确的测量或标定。为配合地面磁设备的研制,我们再次出版一期有关航天器磁试验的     

俄火卫一取样探测器发射后出重大故障

由俄罗斯和乌克兰合造的天顶2SB火箭2011年11月9日凌晨在拜科努尔发射场发射了俄"火卫一-土壤"取样回送探测器及其搭载的中国"萤火"1火星轨道探测器。这项任务旨在从火卫一卫星的表面采集少量样品,并在2014年送回地球。虽然发射取得了成功,但探测器因自身发     

俄打算研制“火卫-土壤”2探测器

据俄专家透露,俄打算研制与2011年11月发射后报废的＂火卫一-土壤＂探测器类似的新探测器,名称暂定为＂火卫一-土壤＂2,计划在2018年将其送往火卫一卫星。据专家预测,届时俄航天工业水平将大大提高。     

OGO和ERS卫星的磁试验

这篇文章描述了在位于 Malibu 的 TRW Malibu 磁试验设备中完成的 OGO 和 ERS 卫星磁特性的试验结果和使用的试验方法。最关心的卫星磁特性是在星载磁探测器位置处的卫星磁场,包括永磁场和感磁场。同时还关心星的"硬"磁场,即永磁场的大小和可以被一般磁化环境引起变化的"软"磁场的大小。一般磁化环境是指卫星在发射进入轨道前,会遇到的磁化环境。另外关心的磁特性是卫星磁场的分布图和位于卫星中心的偶极子矩和高阶的多极子矩,其中包括永磁矩和感磁矩。Malibu 试验室由安装在地下室6.4m 的三轴 Fanselau—Braunbeck 线圈系统和一些试验楼组成。转台位于其中的一座试验楼里,在这座试验楼里给卫星做没有线圈的磁试验。例如,OGO 卫星太大了,不能放入 Fanselau—Braunbeck 线圈系统中,因此就在此试验楼里进行试验。有线圈和没有线圈的试验方法是将卫星相对于固定的三轴磁通门探测器进行两轴旋转。旋转周期要比能觉察到的环境地磁场的变化周期短。可用一个远距离的探测器对地磁场的变化进行补偿,来满足上述的要求。磁通门探测器的输出由多通道 Sanborn 记录仪和 X—Y绘图仪记录,X—Y绘图仪可以立即按比例绘制旋转平面的磁矩大小,还可以给出在卫星座标系中的磁矩方向。卫星再绕另一相互垂直正交轴旋转,记录其数据。从这些数据中可以得到的总的磁矩矢量。ERS 卫星是一个280mm 的八面体,所以很容易将其放入 Fanselau—Braun-beck 线圈系统。在线圈系统中能够分别测量卫星场永磁分量和感磁分量。     

美探测器成功撞击月球

NASA的“月坑观测与探测卫星”（LCROSS）探测器及随行的“半人马座”火箭上面级10月9日成功地对月球表面进行了两次撞击。NASA称．科学家们将对探测器上的仪器所采集的数据进行分析．以判断是否有水存在。撞击目标是月球南极一座终年不见阳光的月坑．称为卡比厄斯。     

“新技术验证一号”卫星在轨污染探测数据分析

本文分析了"新技术验证一号"卫星搭载的空间污染效应探测器的在轨探测数据。该探测器是利用镓铟磷太阳电池在空间污染环境下的性能变化情况来分析空间污染环境及效应,根据其探测原理,通过分析卫星下传的原始数据及修正后数据,结合地面标定试验得到的污染沉积量和镓铟磷电池性能变化之间的关系式,分析探测器一年的探测数据。结果表明:我国航天器用材料放气筛选控制有效,满足卫星全过程污染控制的要求,而在硅氧烷类污染物控制方面,尚有提升的空间。该研究结果可以为太阳电池防护设计提供参考,同时可以和地面分析数据进行比对,检验和修正地面污染控制措施。     

“新视野”探测器热控设计特点分析及启示

"新视野"探测器是第一个用于探测冥王星、冥王星卫星以及柯伊伯带其他天体的航天器。其在发射、在轨飞行和探测过程中经历了复杂多变的热环境,热控系统须保证探测器及器上仪器设备在适宜的温度范围内正常工作。文章介绍了该探测器热控系统的总体设计方案,重点分析了热控设计的依据、特点及其带来的启示。     

欧空局卫星再入

欧空局“重力场与稳态洋流探测器”（GOCE）重力测量卫星11月11日再入。卫星在高空解体，无造成财产损失的报告。GOCE卫星发射重量1052公斤，其中包括供其离子电推进系统使用的约41公斤氙燃料。该卫星采用非常明显的箭头形设计，并带有翼片，长5米。     

中国发射月球探测器的运载火箭方案研究

本文根据中国月球探测的初步长远规划和我国运载火箭的能力,考虑到方案的连续性、系统可靠性、低成本、合理的系统分工等方面的因素,提出以长征三号甲(CZ-3A)系列为基础增加一个通用上面级的四级运载火箭方案,直接将月球探测器发射进入月球卫星轨道。     

发射短讯

中星-9直播卫星成功发射;嫦娥-1完成全月面拍摄;2009年加拿大将发射近地小行星探测器;美国空军将在2011年前后发射SBIRS GEO-2卫星;日本“月女神”探测器拍摄到阿波罗-15登月着陆点。     

暗物质粒子空间间接探测

空间间接探测是暗物质探测的重要手段。我国暗物质粒子探测卫星"悟空号"通过测量电子能谱结构、伽马射线谱线等对暗物质进行间接探测。为了满足空间实验要求,精确测量电子、核素及伽马射线的能谱结构,暗物质粒子探测卫星采用4个子探测器,从上到下分别是塑料闪烁体阵列探测器、硅微条径迹探测器、锗酸铋晶体量能器和中子探测器。它们协同工作,保证了探测效率、本底抑制能力和粒子分辨力。卫星各性能参数符合设计要求,部分指标处于世界同类探测器先进水平。根据运行前530天的数据,得到了能量高达5 TeV的电子能谱精细结构,并首次在空间发现了电子能谱在0.9 TeV的拐折行为。     

俄火卫一取样探测器出意外

由俄罗斯和乌克兰合造的天顶2SB火箭11月9日凌晨在拜科努尔发射场发射了俄“火卫一-土壤”取样回送探测器及其搭载的中国“萤火”1火星轨道探测器。这项任务旨在从火卫一卫星的表面采集少量样品,并在2014年送回地球。探测器同天顶号火箭的分离正常,但其自身推进系统未能点火工作,使之未能通过两次变轨踏上飞往火星的飞行路线,而是被困在了地球轨道上。     

一种多卫星编队飞行的准确定位方法

为实现多卫星编队飞行的准确定位，用微型扫描激光距离探测器(MS-LRF)确定卫星间的相对位置．并给出了不同的算法。该方法的精度高、速度快，无需坐标变换，其可靠性和可行性较高。     

月面软着陆探测器地面力学试验方法研究

月面软着陆探测器的主要任务是携带有效载荷实现在月球表面的安全着陆,其经历的主要过程包括发射段、地月转移段、近月制动段、环月段、着陆段和月面工作段。软着陆探测器面临的月球环境比近地轨道卫星复杂得多。为提高软着陆探测器系统的可靠性,必须进行充分的地面试验,验证软着陆探测器的设计合理性。文章分析了月球软着陆探测器在各飞行过程中面临的力学环境,分析了力学环境对探测器系统的影响及作用效果,提出软着陆探测器需完成的地面力学试验项目,设计相应的试验方法,并给出确定试验量级的基本原则。     

欧洲发卫星研究地球重力场

欧空局“重力场与稳态洋流探测器”（GOCE）卫星于3月17日由欧洲呼啸发射服务公司的俄制呼啸号运载火箭在普列谢茨克发射场发射成功。卫星被送入一条低高度近太阳同步轨道。本次发射原定去年9月份进行,但由于火箭的“和风”KM上面级出现制导与导航系统故障而推迟。GOCE是迄今最复杂的一颗用于地球重力场研究和地球水准面测绘的卫星．重约1050公斤．所携重力梯度仪由6台（3对）当今最先进的高灵敏度加速度计组成．用于在全部三个轴向上测量重力场各分量．     

太阳同步轨道电子探测器的多方向设计研究

为实现观测电子投掷角分布的目标,本文讨论了太阳同步轨道三轴稳定卫星电子观测的多方向设计。分析了磁层电子投掷角分布特征,并根据太阳同步轨道卫星的轨道参数,计算得到卫星运行轨迹上,三个探测器常用安装面正入射粒子的投掷角。在此基础上,进行电子探测器的探测方向设计,结果表明探测器要在任何安装面都满足投掷角观测要求,至少需要在0°、10°、20°、25°、35°、45°、70°、80°和90°共9个方向上设计探测窗口。     

嫦娥1号卫星平台及其分系统

在绕月探测工程的五大系统中,最引人注目的就是嫦娥1号绕月探测卫星。因为它是中国第一个月球探测器,它将走近月球直接获取大量有价值信息,其能     

线阵CCD倾斜布置敏捷卫星辐射定标的姿态计算方法

针对搭载倾斜布置的多片线阵CCD相机的敏捷卫星上所有探测器对同一区域成像的相对辐射定标,提出了基于地面成像轨迹重合的偏航角速度计算模型与方法,充分利用敏捷卫星对偏航角速度的控制潜力。建立了地面物点到相机焦平面的空间坐标变换关系;推导了斜视成像时地心角的计算公式;给出了对同一区域成像的敏捷卫星偏航角速度计算方法。以5片线阵CCD共30 000个探测器、相邻两片倾斜0.3°的敏捷卫星作为仿真对象,给出了所有探测器在约30s的定标成像过程中的地面轨迹间隔宽度,结果表明:为了实现所有探测器对同一区域成像,需要间隔一定周期调整偏航角速度,当调整周期为0.36s时,对应的地面轨迹宽度在赤道附近优于1个像元、在纬度50°附近优于6个像元。文章对敏捷卫星基于同一区域成像的相对辐射定标可提供一定的参考价值。     

空间探测器的飞行原理

空间探测器是除卫星、宇宙飞船、航天飞机外的又一种航天器,它的目标是对深空中的天体(如恒星、行星、卫星、彗星等)进行探测。空间探测器离开地球时,必须获得足够大的速度才能摆脱地球引力,实现深空飞行。探测器沿着与地球轨道和目标行星轨道都相切的日心椭圆轨道(双切轨道)