欧美发射太阳轨道探测器推动抵近太阳观测

在历时20余年的立项和研制进程后,2020年2月10日由欧空局（ESA）主导、美国参加的太阳轨道探测器任务在美国发射升空,这是人类首个对太阳极区成像的空间太阳物理任务。太阳轨道探测器将用约3年时间在水星轨道以内的大椭圆日心轨道开展近距离太阳观测,用7年（包括3年延寿期）时间在黄道面外开展太阳极区高分辨率成像及探测。该任务有望进一步揭示太阳磁场,太阳活动爆发,太阳风起源、加速及其行星际传播和对地球空间天气的驱动等重要前沿问题的本质,加深对太阳活动周以及日地联系的理解。该任务启示中国空间科学要重视太阳深空观测任务的前瞻布局与立项实施。      

人类探测月球史话

月球是地球的天然卫星,是离人类最近的一个天体。人类进入航天时代以后,月球就成了航天探测的重点对象和航天员拜访的第一个地外星球。 地月系中的月球 在太阳系9大行星中,除离太阳最近的水星和金星外都有天然卫星。具体分布是地球1颗、火星2颗,木星17星,土星23颗,天王星15颗,海王星8颗,冥王星1颗。据最新消息,近期科学家又发现了木星和土     

空间太阳物理学科发展战略研究

太阳物理学是研究太阳上发生的物理过程及其对行星际空间环境影响的学科。太阳是人类唯一可以进行细致探测的恒星，也是天然的多尺度过程并存的等离子体实验室，同时，太阳活动直接影响日地空间环境和人类地球家园的宜居性，剧烈的太阳活动如耀斑和日冕物质抛射还会影响人类的航天航空、通信导航、电网等高技术活动与设施。因此对太阳物理的研究不仅是理解浩瀚宇宙的基石，也是理解日地联系和行星宜居性的基础，同时还是国家在航天和空间安全领域的战略需求。21世纪以来，随着卫星探测技术发展，太阳物理学进入了全新的发展阶段。本文梳理了近年来太阳物理学在空间探测中的发展态势，凝练中国太阳物理学未来空间探测发展的重点领域，优化学科布局，推进太阳物理的高质量发展。     

20世纪的空间探测

1　引言□□在 2 0世纪 ,空间探测取得了惊人的成就。它不仅极大地推动了空间科学和相邻学科的发展 ,而且已影响到经济、军事和人类的日常生活。现在 ,人们很难想象 ,如果离开了空间探测技术 ,人类的生产和生活将会出现什么样的情况。空间探测是利用航天器、火箭和气球等作为运载工具 ,对地球及其大气层、太阳系内其他天体 (太阳、月球、行星、行星际介质、小行星和彗星 ) ,以及除太阳以外的恒星进行实地、就近或遥感探测活动。探测的主要对象有中性粒子、带电粒子、等离子体、微流星体、低频电磁波和等离子体波、磁场、电场、紫外线、红外…     

阳光里的徘徊者——木星

水星对于大多数人来说既熟悉又陌生.人们很少谈起水星,是因为对于同是内行星的金星来说,它所扮演的角色是那么不显眼.众所周知,水星是九大行星中最靠近太阳的行星,公转轨道半径只有0.378个天文单位,故常被淹没在太阳光辉中不为人所见.     

回放35年前的登月壮举

“对于一个人来说,这只是一小步,但对整个人类来说,这却是一次飞跃。”35年前的7月21日,美国航天员尼尔·阿姆斯特朗走下阿波罗11号飞船登月舱舷梯,踏上月面,开创了人类飞出地球到达另一个星球的历史     

世界最先进的太阳观测卫星升空

太阳对地球气候和空间天气影响十分巨大,太阳耀斑爆发时可将宇宙粒子喷射抵达地球而中断卫星通信,甚至导致地面供电中断.最新的研究也表明,地球气候为宇宙星体相互作用所致,而太阳对其影响首当其冲,所以监控和研究太阳的活动性十分重要.     

日头赤炎炎

太阳太阳是地球上所有生命之母,也是地球一切现象的源头,太阳提供地球源源不断的能量来源,让地球能有各式各样的风、雨与生命变化。在原始的人类社会里,就已有崇拜太阳的活动,但敬畏大于对太阳的探索,直至今日,我们仍不甚了解已照耀地球50亿年的这颗太阳。太阳的组成太阳是一颗     

俄美竞相计划近距离探测太阳大气层

近年来,地球气候反常,灾变频传,"地球末日"之说造成人心惶惶。2010年8月,美国航空航天局就非常罕见地发出警告,地球可能遭遇强烈的太阳风暴,而且就在3年后,即2013年。因此,越来越多的国家加强了对太阳的观测和研究,尤其是更加重视对太阳观测卫星和太阳探测器的研制和应用,因为它们可以不受大气层干扰,对太阳进行全面而深入地了解,以便采取有效对策。为了更好地了解太阳,特别是攻克有关太阳的重要难题,俄罗斯和美国在2010年纷纷提出要研制和发射能近距离探测太阳大气层的太阳探测器计划,这将使人类对太阳的认识在技术手段和研究深度上达到一个新的水平,而且颇有竞争、竞赛的味道,因而产生了较大的反响。     

关于时间的遐想

时间是一个在我们生命中很容易被忽视的东西,从孔子的"逝者如斯夫"到"时光如箭"、"岁月如梭"、"时光一去不复返"的感叹,都包含了古往今来人们对时间的认识和无奈。人们往往感叹时间的无情,幻想时间能够停止甚至倒流,此类的文学及影视作品也层出不穷,引发了对时空和宇宙的种种猜测。我们日常生活中所接触的时间以年、月、日、时、分、秒来度量,这些单位的中点是"日",也就是"天"。这是一个重要的节点,一天(即一天一夜)的缘起是地球自转一周,对于人的直接感知来说,即是从太阳自东边升起带来光明到太阳从西边落下开     

深空探测国际合作的趋势分析

自20世纪50年代末以来,人类进行了多次的深空探测活动.现在,深空探测仍在如火如荼地进行,将来,深空探测不仅不会停止,而且会愈来愈频繁.这是人类求知欲望的激发,也是人类文明进步的需要,深空探测是人类永不放弃的选择.要想更好地探索宇宙,只有地球上的各国人们团结合作,共同努力完成人类共同梦想.     

空间天气早知道——"探测"系列科学卫星

2003年12月30日发射的中国探测一号卫星和2004年7月25日发射的中国探测二号卫星是“地球空间双星探测计划”（简称“双星计划”）的两颗卫星。所谓“双星计划”就是发射2颗探测地球磁层空间的卫星进入赤道轨道和极地轨道组成“双子星座”，运行于目前国际上地球空间探测卫星尚未覆盖的重要活动区，主要用于研究太阳活动、行星际磁层空间暴和之灾害性地球空间天气的物理过程。[第一段]     

太阳峰年向我们走来

太阳是生命的源泉,这点尽人皆知,太阳也是生命的杀手,这点你知道吗? 1999年3～5月,又一个太阳活动峰年就要到来了,它对我们地球人类会造成怎样的危害呢? 何为太阳峰年 我们大家都知道,地球上有南极、北极,地球绕着通过南北极的地轴旋转。同时,地球上也存在着磁     

在空间建设太阳能发电站

<正>自从首颗人造地球卫星于1957年成功发射以来,人类就在不断扩展空间探索和空间应用的范围。目前航天器已经被广泛的应用于通信、遥感、导航和科学探测,作为主要的信息获取和信息传递的手段极大地改变了人们的生活方式。宇宙也是一个资源丰富的地方,能量资源和物质资源远远超过地球,空间资源利用成为人类开发利用太空的梦想,也是人类长期追求的目标。太阳能是地球空间最为丰富的资源,如果能够进行大规模开发     

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。     

太阳风与空间天气

正太阳每天东升西落,为地球上的人们带来了赖以生存的光和热。而在太空之中,太阳也以另一种方式影响着我们的地球。一种被称作"太阳风"的高速等离子体流时刻从太阳上涌出,并向太阳系的深处奔去。当它到达地球附近时,会与地球的磁场发生作用。强烈的太阳风暴会引起地球磁场的剧烈变化,诱发地磁暴的产生。在人类活动尚不依赖高技术系统的时代,地磁暴除了会让更多地方的人们有机会一睹美丽的极光外,并不会造成严重的后果。而现如今,严重的太阳风     

基于金星共振借力的太阳抵近探测任务轨道设计

对于太阳抵近探测任务,从地球直接发射探测器至太阳附近需要消耗巨大能量,通过多次金星借力飞行,可有效降低地球发射能量C₃及中途变轨的燃料消耗.本文研究基于金星共振借力的太阳抵近探测任务轨道优化设计,建立了连续共振借力和混合共振借力的转移轨道优化设计模型,并针对2025—2028年的发射窗口开展太阳抵近探测任务轨道优化设计.仿真结果表明,相比连续共振借力,混合共振借力可以有效缩短太阳抵近探测任务的轨道转移时间,对于地球发射能量C₃和中途变轨燃料消耗的影响未见明显的规律性,能量降低与序列中的共振比相关.      

火星探测巡航段天文自主导航方法研究

对于火星探测巡航段的自主导航问题,提出了一种基于太阳及行星观测的自主导航方法。在巡航段初期及后期,根据探测器在太阳系中的位置关系,分别选择太阳、地球及太阳、火星作为观测目标,采用星载太阳敏感器和光学相机测量导航天体实现矢量,建立观测方程。利用非线性扩展卡尔曼滤波,分别建立两种观测方案对应的导航算法。仿真结果表明巡航段导航定位精度优于100 km,定速精度1 m/s。该方法实现简单,系统资源要求不高,对未来火星探测具有一定的工程参考价值。     

看地球档案知人类动作

太阳放出光芒至今已有50亿年的历史。太阳是地球、地球生物和人类发生、发展的根源。科学家认为,太阳的旺盛生命可达100亿年。这就是说,太阳还可正常抚育地球50亿年。 地球诞生至今已有46亿年,到太阳老化时她将96亿岁。地球现在已到中年。地球以博大的胸怀,容纳人类的发生和发展。人类应该爱护地球,保护地球。为了人类的可持续发展,我们应该合理地利用地球资源;努力维持大气圈、水圈和生物圈的生态平衡,不要使地球未老先衰。为此,让我们来查阅一下     

太阳"打喷嚏",航天器"躺枪"

人类的航天活动日益频繁,意味着需要应对的空间天气危害挑战越来越多. 幽幽的极光是独特的自然景观,一般情况下只有在南北极高纬度地区的人们才能有幸一览其芳华.极光的出现需要3个条件:大气、磁场与高能带电粒子.太阳不断向太空抛射出带有巨大能量的带电粒子,当这些粒子来到地球附近时,被地球强大的磁场干扰,飞向南北两极,与大气分子...