太空时代的轨道太阳天文台

1957年第一颗人造卫星升空，从此人类探索太阳的历史进入了空间望远镜时代，通过把望远镜送到太空，天文学家摆脱了地球大气的扭曲和屏蔽效应，可以在太空对太阳活动进行实时监测，从而达到可以预报“太空天气”的程度。[编者按]     

太阳探索史画之一

从这一期起，拟分8次，用艺术和科学的图片，配以简明的文字，再现从史前时代直到今天太空时代的人类认识和探索太阳的历史过程。     

太阳探索史画之七——太阳单色光照相仪日冕仪太阳塔

太阳单色光照相仪1889年美国天文学家海尔(1868～1938)发明太阳单色光照相仪,这种装置使得拍摄单一光谱线的太阳像成为可能。于是他就能用明亮的钙光拍摄太阳,结果明确地指示出太阳大气中钙的分布。海尔将他探测到的钙云称为谱斑。1924年他修改了这种仪器,使之能用氢光观看太阳     

太阳探索史画之五 太阳常数·破解夫琅和费线之谜·太阳摄影

1838年:太阳常数太阳常数是一种太阳发光度的度量,它以当地球距太阳一个天文单位(149,598,500千米)时,地球外层大气一平方米每秒入射的能量的量来定义。尽管许多科学家都曾试图计算太阳发出的热量,但最初直接测量的尝试是法国物理学家普耶(ClaudePouillet1790～1868)和英国天文学家约翰·赫歇尔(JohnHerschel,1792～1871),他们分别独立并几乎同时进行了测量。尽管他们各自设计了不同的设备,但是根本的原理是相同的:将一些已知质量的水普耶的太阳温度计水被装在圆柱形的容器a里,b面涂黑,并面向太阳。温度计d被容器与太阳隔离,圆盘e用来校准…     

太阳探索史画之三伽利略·牛顿·金星凌日

伽利略伽利略(1564～1642)意大利物理学家、天文学家和哲学家。1609年首先创制天文望远镜,用以观测天体,先后发现月亮表面的环行山、木星的4颗卫星、金星的位相等,他事先想到了如果用望远镜直接观测太阳,可能对眼睛十分有害,所以他先把目镜用一块硬纸片遮挡,然后在硬纸片上扎一个小孔观看太阳。观测中他发现,太阳并不“完美”,上面有“黑色”的斑点——黑子,并通过黑子的移动推测太阳在自转,其自转方向与行星公转方向相同。金星凌日日地距离是度量太阳系大小的一把尺子,故又叫天文单位,可是直到17世纪,人类还无法确定它的具体数值。著名的英…     

太阳探索史画之四赫歇尔·夫琅和费线·太阳黑子研究

威廉·赫歇尔(1738～1822)英国天文学家,恒星天文学的创始人。生于德国汉诺威。1757年迁居英国。1757年以后开始专心研究数学和天文学。1782年被任命为英王宫廷天文学顾问。1821年成为英国皇家天文学会第一任会长,并当选为皇家学会会员。他用自己设计制造的大型反射望远镜观测天象,发现天王星及其两颗卫星、土星的两颗卫星、太阳的空间运动。他发现太阳光中的红外辐射,编制成第一个双星和聚星表,出版星团和星云表,研究银河系结构。800年为了研制太阳观测用的单色滤光片,赫歇尔较光谱中各个色带的热作用,从而发现了红外线设备太阳光经过一个…     

太阳动力学天文台的多波段太阳

这是一幅颇具创意、横跨可见光到远紫外光波段的太阳图像。在某一可见光波段的日盘底图之上,叠加的楔形片呈现了愈来愈短波段所见的日盘。     

太阳探索史画之六日地关系·耀斑与日珥·日食摄影

太阳黑子和地磁活动指数的关系A.C.Young的《太阳》(1897年修正版)中的插图复制品太阳磁场照片黄色表示N极,深蓝色表示S极,在南半球和北半球,N极和S极正好相反日地关系研究的开始1852年英国天文学家萨比恩(1788～1883)宣布,根据从中世纪积累到19世纪30年代的可靠数据,发现地磁和磁暴也有同太阳黑子数变化相应的周期变化。此外德国的拉芒特(JohannvonLamont,1805～1879)和瑞士天文学家鲁道夫·沃尔夫等也在几乎同一时间独立得到了相同的结论。这标志着日地关系研究的开始。太阳的不同旋转1858年英国的卡林顿(1826～1875)和德国的斯玻勒(1…     

太阳探索史画之二 古希腊时代·哥白尼、第谷和开普勒

希腊第一位自然哲学家泰勒斯(公元前640～560年)据说曾在埃及学得几何学知识,在美索不达米亚学到天文学,他根据迦勒底人的“莎罗”周期,预报了公元前585年所发生的日食公元前500年左右,古希腊人第一次对太阳的本质和大小作了科学的推测。爱奥尼亚学派成员、雅典的阿那克西曼德(约公元前625～547年)认为:太阳是一块灼热状态的石头,其大小与希腊的版图相仿;他还提出日食是月亮遮住太阳的结果。后来他被控告为无神论者,放逐于小亚细亚。这是阿那克西曼德使用土圭测量日影▲哥白尼和他的太阳中心体系波兰天文学家(1473～1543)。长期从事天文观测…     

太阳同步轨道卫星的太阳帆板驱动规律研究

研究一类斜飞斜装特殊的太阳同步轨道卫星。首先确定太阳帆板的开始驱动时刻,并给出地球阴影区的计算方法,然后根据不同情况分析太阳帆板的过程驱动规律,并提出基于MATLAB／Simulink／RTW软件的数值设计方法,最后以某卫星为例,说明太阳帆板驱动规律的设计过程,并得到满足工程需要的结果,验证该设计方法的准确性和可行性。     

太阳轨道运动的2400年周期与轨道周期

通过对行星会合指数运动学方程生成的数据进行傅里叶变换, 得到了从年、十年、 百年、千年、万年到十万年时间尺度的周期, 发现这些周期具有后者是前者10ⁿ 倍的特殊倍乘关系. 如果将通过傅里叶变换得到的年时间尺度最显 著的周期4.96488a设为单位时间步长代入行星会合指数方程, 则可得到稳定 的2400年周期. 在此基础上由2400年周期振幅的差异性又构成了更长时间尺度的 10万年和40～41万年太阳轨道运动特征周期. 这对于揭示太阳轨道运动与太 阳活动的关系, 以及探讨气候千年尺度和轨道周期变化规律的机制具有重要意义.     

太阳光压对人造卫星轨道的摄动

本文考虑地影效应,对小偏心率轨道给出了完整的光压摄动计算公式。此外,引入地影改正因子,考虑地球引力场一阶长期摄动与太阳黄经的变化,给出太阳光压摄动的分析表达式。