NASA成功发射PSP探测器

正2018年8月12日,NASA成功发射帕克太阳探测器(PSP)。PSP主要科学目标是跟踪太阳日冕中的能量和热量流动,探究太阳风和太阳高能粒子加速的原因。PSP将成为首个飞入日冕的探测器,其采用原位测量与成像技术相结合的方式,有助于增进对太阳风起源和演化的理解,并提升预测影响地球生命和技术的空间环境的能力。PSP将以当前最接近太阳     

日冕物质抛射中非对称高密度云和非线性波的形成和演化

应用函数拟合及数字滤波等方法,对SMM飞船观测的1980年8月18日日冕物质抛射事件进行了定量分析。论证了不对称高密度云的形成与爆发日珥顶端偏离冕流对称轴有关,讨论了此不对称结构的演化及其对事件发展的影响,作出了暗腔是强磁场膨胀体的重要论断。从图象亮度的高度分布剖面中,分析出日冕非线性波在演化过程中前沿变陡的观测证据,推算了演化成激波的时间和高度,并论证了两者都是强磁场膨胀体所驱动的,而不是瞬时能量爆发所引起的。      

有关地磁暴的若干问题

问：地磁暴是什么原因引起的？答：太阳正处于11年活动周期的高峰期。这就意味着太阳表面活跃着相当数量的可见黑子。太阳黑子看起来像太阳的雀斑。实际上是太阳表面强烈的磁场活动的区域。这些黑子群能成为耀斑爆发和日冕物质抛射的来源。其中日冕物质抛射即太阳日冕中的带电粒子瞬时向外喷射的现象。     

太阳纯电子事件和质子-电子事件的电子能谱的机制

本文计算、分析了太阳耀斑加速电子在日冕中传输时激发的等离子体尾场的效应,认为耀斑电子的高能成份激发的尾场,能够加速低能耀斑电子,低能耀斑电子的能量增值可达几十keV至上百keV,这种尾场加速将软化约100keV以下的能量范围内(探测阈之上)的耀斑电子能谱。结合考虑尾场效应,本文提出了太阳耀斑加速电子从加速区到形成电子事件之间的能谱演化模式,说明了太阳纯电子事件的双幂律电子能谱和太阳质子-电子事件的单幂律电子能谱的形成,认为两类事件的电子能谱差异为耀斑电子日冕传输中不同程度的尾场效应所致,前者尾场效应弱,电子能谱呈双幂律,后者尾场效应较强,电子能谱为单幂律谱。      

日冕温度上升的新发现

美国航空航天局通过国际太阳观测卫星“ＳＯＨＯ”拍摄的太阳表面图像，成功地观测到覆盖太阳表面的磁力线束在短时间来回移动消失的模样。图像分析结果显示：太阳表面有数万个相当于磁铁Ｓ极和Ｎ极的两种互相吸引的磁力线束。这些磁力线束在约４０小时的时间内重复生成、消失。太阳表面温度有６０００℃，而太阳表面所引起的日冕温度却高达数百万摄氏度，因此可知日冕并不是通过太阳表面温度加热的。科学家推测这可能由于表面磁力线互相交错引起“短路”而产生大量电流，使日冕温度急骤上升。不过一切情况还有待于进一步证实。日冕温度上升…     

日冕环和日冕拱的平衡位形

在线性场近似条件下,本文讨论了日冕环的二维平衡位形。用富利叶变换的方法,求出了问题的分析解,解释了日冕环观测结果的主要特性。沿日冕环纵向的压力分布均匀,日冕环的位形可以比无力场更稳定。由于日冕环可以储存更多的剪切场或扭转场的磁能,释放这部分磁能就可以驱动日冕环运动产生日冕瞬变过程,或者使环内的等离子体加热或加速而产生太阳耀斑。      

2021年世界航天十大新闻

1.人类航天器首次成功穿越太阳日冕层 12月14日,美国宇航局宣布帕克号太阳探测器成功飞越太阳的高层大气,这是人类航天器第一次成功穿越太阳日冕层.帕克号太阳探测器发射于2018年8月,计划7次飞掠金星,借助其引力助推来逐渐刷新轨道近日点纪录,最终于2024年12月到达距离太阳表面620万千米的范围内.     

太阳微波射电快速精细结构亚类型的观测分析

通过分析"云南天文台4波段太阳射电快速同步观测系统"1990-01-1994－01取得的103个射电爆发,发现其中29个存在不同类型的快速精细结构（FFS）.尤其是发现了几个少见的亚类FFS现象.本文仅介绍两个亚类型:窄带变周期脉动和宽带慢漂移长周期脉动.这些现象表明太阳射电FFS的多样性,它们发生在射电爆发的不同阶段（耀斑不同相）,从而说明在耀斑演化中日冕非热电子的加速或注入可能贯穿于整个耀斑发展过程.由于耀斑后相FFS的发生,可验证耀斑后相存在磁重联和似环结构（耀斑后环）的重新形成.由于不同的亚类FFS反映日冕中存奇特别的环境条件,从而推测日冕中可能存在更复杂的多重类型的磁结构.      

不透明度对太阳日冕软X射线OⅧ光谱线影响的研究

为研究不透明度对日冕软X射线的影响,利用光子逃逸因子的基本理论,分析了不透明度对太阳日冕OⅧ光谱线强度比的影响,讨论了OⅧ 1.879nm光谱线的光学厚度,估算了太阳等离子体中OⅧ离子的辐射层有效厚度. 结果表明,不透明度对太阳 OⅧ光谱线有较大影响,其辐射层有效厚度比其他太阳紫外谱线大. 此研究对太阳等离子体发射层特性诊断具有重要参考意义.      

帕克号:向着太阳进发

<正>据媒体报道,美国宇航局5月31日在芝加哥大学威廉·埃克哈特研究中心宣布,计划于2018年夏天向人类既熟悉又陌生的星球——太阳发射一个高约3米、身穿12厘米厚碳复合保护罩的太阳探测器。这个被命名为"帕克号"的新型探测器将在距离太阳表面600万千米的外大气层轨道上观测日冕等的活动情况。这将是美国宇航局第一个飞入日冕的探测器,也是人类首次使用航天器较近距离地接触和观察太阳,以破解日冕与太阳风等的秘密。     

自由树形多刚体系统碰撞的动力学方程

利用描述多刚体系统在空间的位置和连接形态的位形矩阵，并引入“折算惯量张量矩阵”当量转动惯量矩阵”的概念，在牛顿－欧拉方法的基础上，建立用矩阵形式表示的多刚体系统的冲量方程和冲量矩方程，利用这组方程可以计算在外碰撞冲量作用下，系统运动状态的改变量以及各铰中产生的约束反力的内碰撞冲量和冲量矩。     

两冕流间的对称径向膨胀日冕物质抛射事件

本文讨论了发生在冕流对之间的1980年5月6日日冕物质抛射事件。提出了一种描述事件外环运动的经验模型,把环的观测外形表达为在运动坐标系中的Cassini函数。环的发展过程分为两个阶段:在前一阶段,外环处于冕流对盔状结构之间,事件的发展以角宽度膨胀为主,其对称轴从赤道向北纬方向移动;径向膨胀和上升速度较低,加速效应明显。在后一阶段,外环越过冕流盔状结构所在高度,角膨胀趋于停止;运动接近于等角宽度和纯径向匀速的膨胀和上升运动。当外环向外运动时,其顶部和几何中心的高度均随时间而增加,但其底部高度基本上保持不变。根据上述观测特征,讨论了事件形成的可能机制。      

扭转Alfvén波共振的数学描述

提出完备正交函数基(OFSE)展开方法,求解冕环中无耗散扭转Alfvn波。每个基函数对应冕环中每根磁力线的一个固有角频率ω_n,当冕环足点驱动频率等于磁力线的固有频率时,Alfvn波将在这根磁力线处发生共振。采用OFSE方法求解了双足点驱动时冕环Alfvn波的时变演化问题,给出了时变解析解的新形式,其中包含共振项,从共振项可以发现,在共振角频率为ω的共振磁力线附近,在时间t为π/ω的整数倍时,出现δ型间断;在t为π/(2ω)的奇数倍时,出现1/x间断。共振磁力线振幅随时间线性增加,增加的斜率正比于Alfvn波速,反比于冕环长度,与驱动频率无关。     

关于太阳日冕磁环的稳定性

本文指出:在过去多数的日冕磁环稳定性的研究中,都存在一个未作说明、却又不容忽视的问题,即无形中都在磁环边缘处用了固壁边界条件,而它的采用与否对结果影响极大;另外在这些研究中只考虑m=1的模式也是不够的。这些问题都有待于进一步研究。      

速率模式飞轮姿态控制系统飞轮组合平稳切换方法

对速率模式飞轮姿态控制系统的能控性、稳定性和飞轮组合切换过程进行了研究，揭示了在飞轮组合切换过程中引起卫星姿态抖动的原因，提出了通过对残余角动量进行卸载并将卸载函数同时前馈到系统输入的方法，以保持卫星姿态的稳定度。从理论上证明了可引入残余角动量进行卸载，将卸载函数同时前馈到系统输入，并且不改变原系统的能控性和稳定性。给出了某卫星飞轮切换应用实例，说明了飞轮组合平稳切换方法的有效性。     

日冕扰动传播的数值模拟(Ⅲ)太阳风的影响

本文数值研究了二维磁流体动力学平衡基态下开场区日面冷物质径向喷射所引起的日冕动力学响应。结果表明:(1)在高密度环前方有一弱扰动区近似以Alfvén速度向外传播;(2)高密度环前缘移动速度随着径向距离而增加, 其增加值近似为局地太阳风速度;(3)高密度环中等离子体的最大径向速度约在4个太阳半径处趋于局地逃逸速度;(4)对于强开放场, 环形结构在θ方向上没有明显的扩张。这些结果可以更好地解释伴随有日珥的日冕物质抛射事件。      

Feasible angular momentum of spacecraft installed with control moment gyros

In this paper, a fundamental approach to analyzing the maneuverability of spacecraft with mounted control moment gyros is addressed by searching feasible angular momentum. The geometrical array of control moment gyros considered is a roof array also known as a 2-SPEED system. Due to the simplicity of the singularity envelope of the array considered, it is reasonably practical to conduct rotational performance analysis of the spacecraft. This maneuverability analysis technique uses a unique chart developed in this work, which allows a guaranteed maximum torque output and angular momentum at any time without concern about the singularity problem of the control moment gyros. Therefore, the purpose of this paper is to provide a conservative method for maneuverability analysis of a spacecraft with installed control moment gyros by searching allowable maximum angular momentum. This method is demonstrated using an illustrative example.     

带滑移铰空间机械臂惯性空间轨迹的复合自适应跟踪控制

讨论了载体的位置与姿态均不受控制的漂浮基带滑移铰空间机械臂的控制问题。动力学分析表明，结合系统动量及动量矩守恒关系得到的运动Jacobi关系及系统动力学方程将是系统惯性参数的非线性函数，借助于增广变量法，我们得到了与惯性参数呈线性关系的系统广义Jacobi矩阵及系统控制方程，以此为基础，针对系统中存在未知惯性参数的情况，设计了一种末端抓手惯性空间期望轨迹跟踪的复合自适应控制方案，此控制方案的优点在于不需要测量空间机械臂载体的位置及移动的速度，加速度，仿真运算证实了方法的有效性。     

万向磁悬浮动量轮研究

目前大部分空间飞行器三轴姿态控制采用的是飞轮系统 ,其精度较高 ,而采用磁悬浮轴承支承的动量轮比普通的滚珠轴承动量轮有更高的姿控性能。在此基础上发展的动量矩方向可改变的万向磁悬浮动量轮可以单独实现三轴较高精度的主动姿态控制 ,具有重要的实用价值。同时 ,万向磁悬浮动量轮的研究也为集成能源与姿态控制系统的研究提供了技术支持。文意介绍了万向磁悬浮动量轮在国际上研究和发展的情况 ,概括了其中的关键技术 ,并给出了一种初步的结构设计实例。     

微小卫星用微型控制力矩陀螺研究

摘要： 随着技术的发展,微小卫星已经成为一种功能强大的航天器.为了进一步拓展微小卫星的应用领域,提升其任务效益,高敏捷机动能力成为了微小卫星发展的重要方向.控制力矩陀螺（CMG）因其具有高转矩能量比和低重量力矩比,将成为实现微小卫星敏捷机动的重要执行机构.介绍一种新型的可应用于微小卫星的微型CMG,其角动量为0.1 N·m·s.经过实验室测试和环境试验,结果表明该型CMG可满足微小卫星的姿态控制需求.