一种新型星载无线电等离子体成像仪

我国的星载探测设备经过几十年的艰苦探索和努力,正在形成一套较完整的探测器型谱,但到目前为止仍未能实现对内磁层等离子体密度三维时空分布及其动力学特性的实时探测。针对内磁层及顶部电离层区域范围内等离子体时空分布和动力学特性研究的探测需求,介绍一种重量轻、小功率、多功能的新型星载无线电遥感探测系统的设计思路,该系统用以探测空间等离子体密度分布、结构,及其时空演化动力学特性(探测参数包括幅度、相位、频率、Doppler频移、回波距离、到达角、极化)。该系统在有源主动探测模式下,可实施磁层等离子体探测、电离层顶测,也可作为HF雷达对地面大尺度目标进行探测;在无源被动探测模式下,它可用以探测空间电磁辐射背景环境和低频等离子体波辐射;选择合适的卫星轨道,采用多星多系统方式,还可实施组网探测,实时描绘近地空间等离子体分布全景图。     

中国启动地球空间双星探测计划

中国国家航天局近日在北京宣布，“地球空间双星探测计划”正式启动。 双星计划的主要科学目标是探测近地赤道区和近地极区两个近地磁层活动区的电磁场和能量粒子的时空变化规律，系统研究磁层亚暴、磁层暴和磁层粒子暴的触发机制及其对太阳活动和行星际扰动响应的全球过程，建立符合实际的空间环境动态模式，研究相应的预报方法。 双星计划由一颗赤道区小卫星和一颗极区小卫星组成，这两颗卫星将运行于目前国际上地球空间探测卫星尚未覆盖的地球空间重要活动区。 该计划是由中国科学院刘振兴院士牵头提出的，中国国家航天局和中国科学院对…     

微小型热层大气风场仪能量分析器设计优化

为满足低轨航天器高精度大气阻力分析及热层-电离层耦合机理研究需求,需要开展基于皮纳卫星的热层大气全球组网探测。文章对一种基于平行平板式静电场能量分析器的热层大气风场仪原理进行分析,指出其可获得热层大气沿着和垂直于卫星轨迹的风速,并利用COMSOL多物理场仿真软件对能量分析器进行优化设计,使得离子的能量分辨率和最大通过率分别较优化前提高1倍和1.5倍。     

知识资料窗

知识资料窗空间等离子体指地球和其它行星的磁层和电离层，以及日层（太阳风）、太阳大气和星际空间的等离子体。地球的电离层、磁层和磁鞘区以及日地空间和整个日层充满着等离子体。金垦、火星、木星和土星都被各自的磁层（或电离层）等离子体包围。太阳由中心到边缘可划...     

中国启动地球空间双星探测计划

中国国家航天局近日在北京宣布,“地球空间双星探测计划”正式启动。双星计划的主要科学目标是探测近地赤道区和近地极区两个近地磁层活动区的电磁场和能量粒子的时空变化规律,系统研究磁层亚暴、磁层暴和磁层粒子暴的触发机制及其对太阳活动和行星际扰动响应的全球     

中国小卫星采撷

探测双星 2003年12月30日发射的中国探测1号卫星是“地球空间双星探测计划”（以下简称“双星计划”）中的第一颗星．运行在赤道轨道。2004年7月25日．“双星计划”的第二颗卫星——探测2号进入极地轨道。这两颗探测地球磁层空间的卫星分别运行于当时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灾害性地球空间天气的物理过程。     

电磁环境卫星系统及在地震短临预测中的应用

论述了近地空间电磁场和电离层探测的要素及其在地磁模型、电离层模型建立等方面的应用需求,并结合地震短临预测中的具体应用分析,阐述了我国建立近地空间电磁探测系统的初步研究结果,包括电磁环境探测要素、星载探测仪器配置、卫星系统组成设想和卫星平台技术需求等。     

火星空间环境探测设计与实施

介绍了萤火一号(YH-1)火星探测器的轨道设计,以及火星空间磁场、电离层和粒子分布及其变化规律,火星大气离子逃逸率,火星地形、地貌和沙尘暴,火星重力场等科学目标.给出了探测器等离子体探测包、掩星接收机、磁通门磁强计、光学成像仪等有效载荷的组成、作用和性能指标.YH-1火星探测器的研制成功为我国后续深空探测活动打下了坚实的基础.     

基于空间变异特性的格网电离层延迟估计方法

广域增强系统采用格网模型校正用户电离层延迟误差,为保证理想的校正效果,必须精确估计格网点电离层延迟。电离层延迟的空间相关性是完成这一估计的理论依据。针对传统反距离加权法因不能准确描述这种空间相关性而使得估计效果受限的问题,依据空间统计学原理建立了电离层延迟空间变异函数模型,提出一种新的权值计算方法,并通过实际观测数据进行了仿真验证。结果表明,相比于传统方法,这一方法能明显改善格网点电离层延迟估计效果,尤其在穿透点观测数据稀疏的区域,其改善效果更为明显。     

适用于微纳卫星的微型电离层光学探测器

文章介绍了质量小、体积小的微型电离层光学探测器技术,给出了探测器的探测原理和设计方案,通过探测原子氧远紫外夜气辉(136.5 nm)辐射强度,反演电离层总电子含量(TEC)。采用轻量化铝反射镜、抗干扰电荷前放设计,实现反射镜、工业级远紫外探测器、电子学的一体化和小型化,研制出适用于微纳卫星的1 kg量级微型空间电离层光学探测器。该型探测器能够利用微纳星群多种轨道搭载,可获得丰富数据的优势,获取全球电离层高时空分辨率总电子含量分布,为未来实现卫星编队探测提供载荷研制基础。     

2023年12月地磁暴事件的初步分析

2023年12月1日在我国北方地区观测到的绚烂极光,是一次强地磁暴的伴生现象。我们结合卫星在轨探测的实时数据和数值模拟结果,首先对本次地磁暴事件的触发原因和演化过程进行了梳理和分析,然后对其的潜在影响进行初步评估,最后对我国即将发射的空间探测卫星“太阳风-磁层相互作用全景成像”进行简要介绍。     

电离层异常环境对高功率微波传输的影响分析

电离层异常环境中的电离层不均匀体会导致高功率微波传播发生电离层闪烁效应。电离层闪烁会影响10MHz～10GHz频段范围的无线电信号,影响区域集中在以磁赤道为中心的±20°以内的低纬地区和高纬极区。发生时间主要集中在春分和秋分前后夜间,随着太阳活动有11年周期变化特性。基于自主研发的全球电离层闪烁发生概率预测模型深入分析了地球同步轨道卫星的2.45GHz和5.8GHz信号的电离层闪烁效应随经纬度、季节、地方时、太阳活动水平等变化特性,研究发现采用2.45GHz信号时不能忽视电离层闪烁衰落影响,研究结论为未来空间太阳能电站系统建设的频率选择、地面站选址、传播环境保障分系统建设等提供了数据支撑。     

探测地球空间的双星将进行发射

据报道 ,中国于 2 0 0 2年 4月立项发展的“地球空间双星探测计划”将用 2颗小卫星 (1颗运行于极地轨道 ,称为极区卫星 ;1颗运行于赤道平面内、远地点高度大于 6 0 ,0 0 0km的大椭圆轨道 ,称为赤道区卫星 )分别对地球极地和赤道上空进行探测 ,以研究磁层亚暴、磁暴和磁层粒子暴的触发机制和物理模式等为当前空间物理界极为关注的重大课题。该计划于 1997年 1月开始酝酿 ,2 0 0 1年 7月由中国航天局和欧洲空间局正式鉴定了合作协议。在这个首次以中国为主的国际空间探测合作计划中 ,中国拟投入 4亿元人民币用于研制发射。将于2 0 0 3年 12月…     

一种2π视场高分辨热等离子体分析仪设计与仿真

针对空间热等离子探测中大通量动态范围、宽视场和高分辨率的需求,以带顶盖球形静电分析器为基础设计了2π视场热等离子体分析仪(Hot plasma analyzer, HPA),探测性能得到显著提升。通过优化球形剖面视场偏转系统以及粒子光学系统,实现对热等离子体的2π视场高角度分辨率探测,可探测能量范围覆盖50 eV~20 keV,能量分辨率优于10%。利用顶盖电压控制方式实现几何因子在两个量级内连续可调,可以满足对太阳风和磁层热等离子体的全空间高分辨探测需求。     

电离层小尺度因素对无线电大气掩星弯曲角的影响

历经25年的发展,基于GNSS的无线电掩星技术已经成为一种有效的临近空间探测手段,但是在无线电大气掩星观测及数据处理过程中不可避免地会受到各种误差的影响,其中,电离层是重要误差源之一.由于电离层小尺度因素的存在,GNSS信号在穿越电离层过程中会受到影响,表现为振幅和相位上的振荡,并最终影响反演所得的大气弯曲角产品.文章...     

“天问”一号任务火星车电源产品设计

正深空探测是在卫星领域、载人航天和空间站取得重大成就的基础上,向更广阔的太阳系和宇宙空间进军的探索。火星是太阳系中距离地球最近的大行星之一,与地球同属类地行星,火星探测对探索宇宙和生命的起源、研究地球的演化进程具有重要的科学意义。电源系统是航天所有设备工作的电源,它是电能产生、储存、变换、传输分配和管理的重要系统。目前应用最广泛的是太阳电池阵-蓄电池组供电系统,通过电源控制器实现功率调节。上海空间电源研究所承担了火星车太阳电池电路、火星车锂离子蓄电池组、火星车电源控制器产品的研制工作。     

国际深空探测技术的发展现状及展望（上）

深空探测是人类了解地球、太阳系和宇宙,进而考察、勘探和定居太阳系其它天体的第一步。深空探测主要包括月球探测、行星探测、行星际探测和星际探测。通过深空探测,可以帮助人类研究太阳系及宇宙的起源、演变和现状,进一步认识地球环境的形成和演变,认识空间现象和地球自然系统之间的关系。从现实和长远来看,对深空的探测和开发具有十分重要的科学和经济意义。     

美国试验超视距后向散射雷达

1985年春末,美国空军在加利福尼亚州开始试验一种新型超视距后向散射雷达(OTH-B)。OTH-B 是利用从电离层反射的雷达信号探测视距以外的目标,最初打算用这种系统探测轰炸机和空地导弹。1981年曾利用在缅因州的试验性雷达进行了探测超音速目标的试验。但 OTH-B 系统探测速度较慢的、尺寸较小的巡航导弹还不太可靠。空军的这种 OTH-B 系统的工作频率在5～28兆赫之间,要探测和跟踪巡航导弹大小的目标,高频工作时最有效。但是这种系统不能总是使用高频。在比较冷的条件下(夜间或冬天),电离层变薄,不能反射传输的信     

“双星”计划:中欧航天合作的标杆——“双星”项目亲历者访谈录

<正>"地球空间双星探测计划"是首个由中国科学家提出,并以中方为主的空间探测国际合作计划,也是中国和欧洲合作的第一个科学探测卫星项目。它包括两颗以大椭圆轨道绕地球运行的卫星,分别对地球近赤道区和极区两个地球空间环境变化最为重要的区域进行宽能谱粒子、高精度磁场及其波动的探测。2010年,"双星"计划-"星簇"计划(Cluster)联合团队共同获得了国际宇航科学院(IAA)杰出团队奖。今年是"双星"在轨交付用户10周年。10     

目标姿态对空间目标辐射特性影响及探测技术

空间目标特性的研究是开展空间目标探测的重要基础。研究了目标姿态对空间目标辐射特性的影响,建立了相关的物理模型。在工程应用方面,对这种影响作为目标探测依据的可行性进行了分析,并提出了一套针对目标灰度变化的探测算法,为物理仿真系统的建立和探测载荷的研制奠定了基础。