地球同步轨道高能电子通量预报方法研究

统计分析了GOES卫星测量得到的E > 2MeV能道电子通量与地磁Ap指数及太阳风数据的关系, 构建了基于径向基函数RBF的神经网络模型框架, 对GOES-12卫星所处的地球同步轨道高能电子通量进行提前1天的预报, 其对2008-2010年数据预测的效果较好. 另外, 发现在GOES-12卫星观测的E >2MeV能道高能电子达到108 cm-2·d-1·sr-1以上时, FY-2D卫星的测量数据同时达到108 cm-2·d-1·sr-1以上的比例达到90%左右. 通过对FY-2D卫星E >2MeV能道电子通量与GOES卫星E>2MeV电子通量的相关性分析, 建立了FY-2D卫星高能电子预报模型, 预报结果与实测通量符合较好.      

卫星用粒子探测系统

设计了一个卫星用电子和质子探测系统,电子和质子能量范围各为0.5～4MeV 和5～60MeV。系统具有质量轻、功耗低及可靠性高特点。     

风云三号E星中能质子探测器标定

风云三号E星搭载的中能质子探测器实现了风云三号系列卫星首次对辐射带中能质子进行多方向的测量。中能质子探测器实现了对九个方向的测量能量范围为0.03～5 MeV的中能质子能谱的测量。为确定中能质子探测器的实际性能，在仪器交付前，利用中国科学院国家空间科学中心的中高能电子加速器，对中能质子探测器的能量分辨率，相对响应效率曲线、不同方向探头测量一致性以及抗电子污染能力进行了标定。文中介绍了仪器的标定场所、标定内容，并对标定的结果做了分析。其结果显示，仪器的能量分辨率为6.50%@310 keV，各测量一致性偏差优于1.51%，电子在仪器内产生污染计数的概率低于1%。该结果为中能质子探测器在轨运行时数据的分析处理提供了重要的参考依据。     

FY-3A卫星与NOOA系列卫星高能带电粒子实测结果的比较

FY-3A卫星是运行于830 km高度的太阳同步轨道气象卫星,其搭载的空间环境监测器可观测3～300 MeV的高能质子和0.15～5.70 MeV的高能电子.FY-3A卫星在轨工作期间,太阳活动处于由谷年向峰年过渡期,空间环境非常平静,探测结果显示3～300 MeV的高能质子分布主要集中在南大西洋辐射带异常区,0.15～5.70 MeV的高能电子分布区域除南大西洋异常区外,还分布在南北两极高纬区域.FY-3A与NOAA卫星测量结果反映出带电粒子强度及分布区域随投掷角变化的空间各向异性特征.本文在充分考虑了带电粒子时间、空间分布差异以及比对探测器之间自身设计差异的前提下,经过归一化处理后,首次对两颗卫星同期探测结果进行相关性分析,验证了两颗卫星相同时空条件下高能带电粒子通量分布的一致性;说明FY-3A空间环境监测器不仅具备空间带电粒子辐射监测能力,且探测结果有效可靠,可用作辐射带环境数据源的组成部分,为发展新的模型,深入研究辐射带高能粒子的分布、起源和传输等提供新的观测依据.     

FY-3A卫星与NOAA系列卫星高能带电粒子实测结果的比较

FY-3A卫星是运行于830 km高度的太阳同步轨道气象卫星, 其搭载的空间环境监测器可观测3~300 MeV的高能质子和0.15~5.70 MeV的高能电子. FY-3A卫星在轨工作期间, 太阳活动处于由谷年向峰年过渡期, 空间环境非常平静, 探测结果显示3~300 MeV的高能质子分布主要集中在南大西洋辐射带异常区, 0.15~5.70 MeV的高能电子分布区域除南大西洋异常区外, 还分布在南北两极高纬区域. FY-3A与NOAA卫星测量结果反映出带电粒子强度及分布区域随投掷角变化的空间各向异性特征. 本文在充分考虑了带电粒子时间、空间分布差异以及比对探测器之间自身设计差异的前提下, 经过归一化处理后, 首次对两颗卫星同期探测结果进行相关性分析, 验证了两颗卫星相同时空条件下高能带电粒子通量分布的一致性; 说明FY-3A空间环境监测器不仅具备空间带电粒子辐射监测能力, 且探测结果有效可靠, 可用作辐射带环境数据源的组成部分, 为发展新的模型, 深入研究辐射带高能粒子的分布、起源和传输等提供新的观测依据.      

屏蔽材料对木星轨道卫星内部介质充电效应的影响研究

在木星轨道的空间辐射环境中,占主导地位的粒子是能量大于1MeV（甚至高于100MeV）的高能电子,这可能会产生卫星内部介质充电效应。在卫星的防辐射设计中,通常需要一定厚度的材料来屏蔽这些电子,使得进入卫星内部的电子通量达到安全的水平。利用所建立的GEANT4-RIC（radiation induced conductivity）方法,研究了运行于木星轨道的卫星对高能电子的最佳屏蔽材料设计。研究了铝、钛、铁、铜、钽和铅作为卫星屏蔽材料的可能性。研究结果表明,在木星探测任务中,为了减轻卫星内部介质充电效应,高原子序数材料比低原子序数材料在相同质量下提供的屏蔽效果更好。因此,用钛、铁、铜、钽或铅代替地球轨道卫星上常用的屏蔽材料铝,可以节省屏蔽质量。     

高中低能电子联合辐照电介质薄膜充放电效应

高能(350KeV)-中能(18—30KeV可调)-低能(4—5KeV可调)电子联合辐照聚酯薄膜和特氟隆薄膜,得到与中能电子辐照、高-中能电子联合辐照以及中-低能电子联合辐照不同的结果。实验结果表明,高能电子能诱发电介质薄膜充放电。特氟隆薄膜的三能电子联合辐照实验结果与Coakley和Treadaway的1-100keVdN/dE∝E~(-2)谱电子辐照实验结果以及NASCAP计算机模拟结果符合。得出结论,三能电子联合辐照可较为完善地模拟静止卫星电介质的充放电效应。论证了选用三种能量电子的充分性和必要性。推断出,如果在星食期遇到象1979年4月24日磁层亚暴事件,则静止卫星表面某些电介质局部电位有可能超过SCATHA卫星近期数据给出的和NASCAP计算的-2—-4KV,而且会出现大的放电。     

基于同步轨道区磁场对相对论电子通量的预报

地球同步轨道区相对论电子通量的变化与该区域的磁场分量P(垂直轨道面指向北)有很好的相关性, 后者的变化相对于前者有1~2天的时间提前量, 这为相对论电子通量的预报提供了可能. 通过对二者相关性物理机制的研究, 结合GOES11 (135oW)卫星数据分析, 确定最佳时间提前量和最优相关系数, 并提出了一个定量的预报模型. 模型的输出参量为24 h之后的当地时子夜(23:31 LT---00:30 LT)、清晨(05:31 LT---06:30 LT)、正午(11:31 LT---12:30 LT)、傍晚(17:31 LT---18:30 LT) 4个特征时间段相对论电子通量1 h平均值, 预报的相对论电子通量有>0.6 MeV和>2 MeV两个谱段, 预报精度0.7左右. 这种预报模式对地球同步轨道卫星的自主安全运行具有较好的应用价值.      

东德的空间活动

从苏联发射卫星开始,东德的洛伊施特累利次天文台就对卫星进行观测。1969年10月14日发射的第一颗“国际宇宙”卫星上,安装了东德科学院电子研究所研制的仪器,这种仪器用于研究太阳短波辐射。后来,东德科学家为“国际宇宙—4、6、7、11、16卫星”研制了光度计、电子和电源部件、无线     

日本数据中继卫星搭载通信广播设备

日本科技厅、宇宙开发事业团和邮政省决定,在实验用数据中继跟踪卫星(ED—RTS)上搭载邮政省的广播通信联合卫星(BCTS)上的工作仪器。在宇宙开发委员会的卫星系列分析会上,对通信卫星的技术和经济问题作了详细研究。结论是削减EDRTS的工作仪器,搭载BCTS工作仪器,并开始在概念研究阶段进行具体研究。 EDRTS采用技术试验卫星6的技术,中继对地观测平台技术卫星(ADEOS)和日本舱(JEM)的数据。为搭载BCTS工作仪器,将EDRTS的星间通信仪器双系统改     

电离层D区域电子浓度和电子有效损耗率随时间的变化

本文根据D电离层的电离复合理论,讨论了利用单站、单一频率的LF天波资料连续监测和研究D区域固定高度上电子浓度N(h₀,t)和电子有效损耗率ψ(h₀,t)随时间变化的方法。应用这一方法对武昌站的部分实验资料作了分析,得到了N(h₀,t)的日变化、月变化曲线;并发现ψ(h₀,t)也有明显的日照效应,上、下午呈现显著的不对称性;两者的逐日变化都较小。      

中等相对论性电子环-束引起的束迴旋不稳定性

本文研究了在电子等离子体频率ω_e远大于电子迴旋频率Ω_e的等离子体内,由中等相对论性电子环-束激发的高频(ω≥ω_e)束迴旋不稳定性。结果表明,高能电子束迴旋模在N2cos2θ<1和N2cos2θ>1范围内都是不稳定的,在N2cos2θ=1时是稳定的,这里N为折射指数,θ为传播角。当束迴旋模频率近乎等于冷背景等离子体本征模频率之一(ω≈ω_e)时增长率最大。文中介绍和讨论了色散方程的数值计算结果。      

太阳质子耀斑X射线辐射特征及质子事件警报

太阳质子耀斑X射线辐射特征的研究, 为太阳质子事件的警报提供一个重要的途径和方法。本文分析了第21周太阳活动峰年(1977—1986)期间质子耀斑和相应的GOES和SMM卫星观测的X射线辐射资料, 结果表明:大部分质子耀斑的硬X射线峰值流量F_HX≥104s/c;积分流量F₀≥106counts;硬X射线辐射到达峰值时间T_R≥100s;持续时间T_D≥103s;X光子最高能量E_x≥300keV;平均能谱指数√r≤3.5;高能时延T_L≥10s。利用这些X射线暴的特征参数, 对第21周峰年大质子事件作警报检验, 结果是:报准率为94％, 虚报率为40％。      

Simulation experiments of the cosmic ray isotope telescope on ETS VI

A computer simulation was carried out to evaluate the basic characteristics of a Δ E×E cosmic ray telescope consisting of 23 solid state detectors including 3 position sensitive detectors with large effective area. Based on the simulation, the geometric factor of the telescope is deduced to be as large as 22.5 cm²sr, almost independent of charge and energy concerned. The energy ranges to be covered by the telescope are, for example, 18–98 MeV/n for Li and 56–339 MeV/n for Fe. By analyzing simulated data, the mass resolution for iron in the overall energy range covered by the telescope is estimated as about 0.22 amu in standard deviation. The expected counting rates and mass-histograms are simulated for Galactic cosmic rays and solar energetic particles.     

Geminga pulsar observations with gamma-telescope Gamma-1

The Geminga light curve obtained with the “Gamma-1” telescope features two peaks separated by 0.5 ± 0.03 period. The light curve is pronounced for γ-quanta energies higher than 400 MeV. The pulsed flux upper limit (1σ) in the energy interval 50 – 300 MeV is 6·10⁻⁷ cm⁻²sec⁻¹. For energies >300 MeV the pulsed component power law spectrum has an exponent 1.1 _−0.3^+1.1 and an integral flux (1.1±0.3)·10⁻⁶ cm⁻²sec⁻¹.     

Time variations of high energy gamma emission of Vela Pulsar observed by GAMMA-1 telescope

Two observations of the Vela Pulsar in the energy range 50–5000 MeV performed with the GAMMA-1 telescope in 1990 and 1991 allowed us to study time variability of the pulsar light curve and energy spectra. The light curve for E_γ > 50 MeV shows definite variations in the first interpeak phase interval. The energy spectra of the two main peaks and first interpeak in the lightcurve vary significantly below 200 MeV.     

日冕背景下的等离子体尾场效应

计算了高能脉冲电子束在冷背景和热背景等离子体条件下产生的等离子体尾场(PWF)大小,讨论了高能电子束的速度、密度、长度对等离子体尾场分布的影响。在这基础上,研究了太阳耀斑脉冲相产生的向外逃逸高能脉冲电子束在日冕背景等离子体条件下激发的等离子体尾场分布以及对其捕获电子的加速。      

用实测电离层电子含量检验国际参考电离层模式

本文用1978-1979年在西安测量的电离层电子含量与由国际参考电离层模式计算的结果相比较。指出后者在春季显着偏低。这是模式中F₂层峰以上部分电子密度偏低所致。      

一次哈雷彗星爆发现象的观测和分析

哈雷彗星于1986年3月21日到26日期间,经历了一次非正常光变,产生了爆发.本文对用窄波段光电光度观测到的爆发过程中各波段所发生的基本物理机制和化学反应过程进行了分析和讨论.      

Energy content of accelerated electrons and ions in intense solar flares

The energy content of nonthermal particles in solar flares is shared between accelerated electrons and ions. It isimportant for understanding the particle acceleration mechanism in solar flares. Yohkoh observed a few intense flares which produced both strong gamma-ray lines and electron bremsstrahlung continuum. We analyze energy spectra of X-class solar flares on October 27, 1991(X6.1), November 6, 1997 (X9.4), July 14, 2000 (X5.7) and November 24, 2000 (X2.3). The accelerated electron and proton spectra are derived from a spectral analysis of their high-energy photon emission and the energy contents in >1 MeV electrons and >10 MeV protons are estimated to be 6×l0²⁸ – 4×10³⁰ and 2×10²⁸ – 5×10²⁹ erg, respectively. We study the flare to flare variation in the energy content of >1 MeV electrons and >10 MeV protons for the four Yohkoh gamma-ray flares. Ratios of >1 MeV electron energy content to >10 MeV proton energy content are roughly within an order of magnitude.