光帆航天器发展现状及“突破摄星”计划关键技术

光帆航天器可以借助太阳光,也可以从地基或空基能量站发出激光对其加速,与传统的化学推进相比,光帆推进技术可以使航天器获得较大的加速度,从而进行较远空间目的地的探测活动。文章对国外光帆航天器的发展现状及主要技术指标进行了调研,重点介绍了"突破摄星"计划(Breakthrough Starshot)概况,并对其重要系统组成及计划工程实施过程进行了详细分析。最后对"突破摄星"计划中可能涉及到的关键技术进行了梳理,包括地面大型激光阵列技术、芯片星器件集成技术、光帆轻质材料技术、光帆姿态控制技术以及深空激光通信技术。以上研究内容可为我国发展光帆航天器技术提供参考。     

科技成果

正我国科学家在结构超滑研究领域发挥重要作用据科技部网站2018年12月12日报道,在纳米研究国家重大科学研究计划项目"纳米尺度光学、电学、力学高分辨检测研究"、"纳米界面超润滑检测技术与机理研究"的持续支持下,我国科学家在结构超滑领域取得了系列重要进展。2008年,清华大学郑泉水团队在世界上首次试验实现了微米尺度结构超滑。2012年,郑泉水团队证实了这一现象,从而颠覆了人们的有关认识。雒建斌院士研究团队在固-     

频率扫描技术应用于防空雷达

远程防空雷达可采用各种技术来达到三维覆盖,这些技术包括:发射采用扇形波束来覆盖整个仰角范围;接收使用多个笔形波束;在仰角方向上,使用单个笔形波束来作步进扫描;上述两者的结合.另一种技术是运用扫描频率发射脉冲和频率敏感天线,在发射脉冲期间用笔形波束在仰角方向上连续扫描,测出回波脉冲频率就可获得目标的仰角数据.这种频率扫描技术已经成功地应用于普莱赛公司的AR三维     

Delphi粒子束武器技术的新进展

桑迪亚国家实验室的研究人员在论证高功率电子束传播技术方面已取得进展。这种技术最终将使电子束武器能够在战略防御中识别和拦截导弹。 这项战略防御计划方案名称为Delphi,目的是在高层大气中使用高能量电子脉冲来区别核攻击中的诱饵和再入杀伤武器。使用更高功率的Delphi武器,还可以直接摧毁再入杀伤武器。     

“火箭人”:罗伯特·戈达德

1926年3月26日,一位科学家在自己的农场成功发射自制的火箭,这也是全球第一枚液体火箭,它的研制发射成功,打开了液体火箭技术的大门,开辟了人类航天史的新纪元。从某种程度上可以说,它与1903年莱特兄弟第一次飞机试飞具有同样的重要意义。但不同的是,这位科学家当时非但没有声誉鹊起,相反却受着世人嘲讽,并被贬称为"火箭人"、"月球上的人"。这位科学家就是罗伯特·戈达德。     

基于IM/DD体制的星间激光通信测距技术

随着当前低轨卫星组网星座计划的日益增加，对卫星间高精度校时、测距需求也越来越迫切。提出基于直调直检IM/DD（Intensity Modulation with Direct Detection）的测距技术的实现方法，使其能同时兼顾测距精度及系统成本。基于IM/DD的测距是利用高精度的秒脉冲到达时间来测量距离。使用IM/DD光通信的数据传输方式，在正常的数据帧传输中插入少量的测距信息，无需中断正常的通信模式，也无需网络时钟频率同步，数据帧的发送周期也无需与秒脉冲保持同步关系，即可使用双向单程测距方法进行测距。使用秒脉冲对本地时钟进行频率测量，对测距过程参数进行修正，只需要采用普通晶体振荡器作为本地时钟源，不需要使用高精度测距通常所需的全网络同步时钟信号或者高稳定度时钟源，便可以达到IM/DD通信码元时间量级的测距准确度和精确度，同时降低了时频同步系统的复杂度、对元器件的要求以及整个通信测距系统的成本，解决了现有技术中测距精度及系统成本不易同时兼顾的问题。     

“高分四号”卫星凝视相机脉冲管制冷机

"高分四号"卫星凝视相机采用国产长寿命脉冲管制冷机冷却红外焦平面探测器,是中国长寿命脉冲管制冷机首次在轨业务应用。文章介绍了该长寿命脉冲管制冷机的特点、主要技术指标、可靠性控制措施,同时介绍了中国科学院理化技术研究所基于"高分四号"卫星凝视相机脉冲管制冷机研制的新一代脉冲管制冷机的情况。"高分四号"卫星上的脉冲管制冷机采用理化所独立研制的高效率压缩机。该压缩机采用永磁电机动圈结构、板弹簧支撑,电机中永磁场最高磁场强度达到1.1T。脉冲管冷指采用同轴布置。整机制冷性能为3W/80K,最大输入功率小于80W,整机质量小于6kg。脉冲管制冷机已在轨连续开机超过半年,性能未见衰减。     

核电磁脉冲模拟器的发展状况

近十年来,中国已经把核武器效应的研究重点放在脉冲源上。而电磁脉冲的模拟促进了一类主要的脉冲源系统的发展,本文给出了有关脉冲源技术的一般述评,重点是在电磁脉冲模拟中的特殊应用,并简要地叙述几种典型的模拟器。     

面向遥感应用的飞秒激光在轨传输规律仿真研究

飞秒激光大气传输具有丰富的非线性效应,产生的等离子体光丝由于传输距离长、发散角小、峰值功率高等特点,有望推动新型天基激光雷达发展。文章面向遥感应用,瞄准飞秒激光脉冲400km超长距离传输可行性开展研究,完成飞秒激光脉冲在轨传输规律仿真研究。文章首先介绍飞秒激光在轨传输仿真模型的构建机理,验证其有效性,在此基础上,仿真分析了飞秒激光脉冲宽度、脉冲半径、脉冲能量对飞秒激光在轨传输规律的影响,解决了飞秒激光脉冲大气超远程传输仿真的关键问题,说明了其在天基产生、传输与应用的可行性,为后续天基系统论证提供必要基础。     

英国科学家成功为光束打结

据《科技日报》2010年1月22日报道,最近,英国科学家利用电脑控制的全息图和理论物理学,成功地给一束光打了结。研究人员表示,这种给光打结的工艺技术不仅能制造出一些非常美丽的图案,更重要的是,这一突破也为未来的激光技术和激光装置的研发铺平了道路,从测速枪到高精度的测量领域都可见激光技术的“倩影”。     

俄承认太阳研究卫星报废

俄罗斯科学家4月19日承认．俄太阳研究卫星“日冕-光子”在发射仅一年后便因技术问题报废。该卫星于2009年1月30日发射人轨．但当年底便因太阳能发电系统问题而与地面控制部门失去了联络。俄科学院太阳X射线天文学实验室称．该卫星已停止工作近5个月．基本上可断定已最终报废。该机构称．卫星4月初曾有机会利用太     

基于 SMS P和 C & I 方式的假目标干扰效果研究

SM SP和C&I是美国科学家提出的两种新型假目标干扰产生方式，其主要是对DRFM 技术截获的雷达信号进行抽取、复制、组合，生成干扰信号，可在雷达接收端形成密集假目标干扰，并具有一定的移频和压制效果。建立了两种假目标干扰的数学模型，通过研究脉压后的干扰波形，分析子脉冲数目、时隙等因素对干扰效果的影响。     

X射线脉冲星导航测量延时补偿方法研究

X射线脉冲光子是脉冲星导航系统原始观测量,利用脉冲叠加技术获取的脉冲星观测量存在测量延时问题。通过分析脉冲叠加技术原理,将脉冲星导航系统测量延时问题转化为对光子延迟时间序列的研究。提出基于轨道外推的延时补偿方法和基于组合导航的延时补偿方法,前者计算量小,宜于在测量延时较小时使用,后者不受延时大小的限制。最后通过数学仿真验证了所提方法的有效性。     

国外空间原子钟发展研究

空间原子钟包括磁选态原子钟、脉冲光抽运原子钟、相干布居囚禁原子钟、离子阱原子钟和冷原子钟。文章介绍了这5类空间原子钟的发展情况,其中:磁选态原子钟是当前卫星导航系统广泛采用的空间原子钟;脉冲光抽运原子钟已经在美国GPS-3卫星上应用;相干布居囚禁原子钟是脉冲光抽运原子钟的一种特例,其优势在于体积小、质量小、功耗低;离子阱原子钟具有很高的精度,目前其天稳定度已经达到10~(-17);冷原子钟基于近绝对零度下原子的物理特性和量子光学测量技术,具有极高的准确度和稳定度,发展与应用前景广阔。分析了空间原子钟的发展趋势,如激光冷却、量子频率光学测量与环境控制,将成为空间原子钟发展的支撑性关键技术。针对我国空间原子钟的发展现状和技术水平,提出了挖掘现有原子钟潜力、瞄准原子钟前沿技术等建议。     

俄罗斯的微波武器

美军事科学家最近在对俄罗斯科学院的考查中发现俄罗斯正在研制或业已部署了能摧毁几乎所有西方防御武器的微波武器。 这种微波武器靠强大的微波脉冲束摧毁雷达和C~3I系统的固态芯片,从而来达到使敌人警戒与指挥系统陷于瘫痪的目的。     

科技成果

正我国科学家在DNA自组装技术方面取得突破据科技部网站2018年8月3日报道,在国家重点研发计划纳米科技重点专项项目"精确自组装纳米标记分析方法在前列腺癌早期检测与预后中的应用研究"的支持下,中国科学院应用物理研究所樊春海团队在发展精确自组装的框架核酸并应用于生物     

基于光梳的自由空间双向时频传递技术研究现状及趋势

随着光钟精度的不断提高,光学时频传递技术已经成为当前的研究热点.基于光梳的自由空间双向时频传递技术既能实现高精度的时间传递又能实现高精度的频率传递,已经成为当前光学时频传递技术的主要发展方向之一.本文介绍了基于光梳的自由空间双向时频传递技术的主要概念及方法,并对它的发展现状和趋势进行了总结和分析.目前基于光梳的自由空间双向时频传递技术可以在公里级的大气湍流信道上实现亚飞秒级的时间同步.该方法将为光钟远程比对和"秒"的重新定义提供技术支撑.     

基于FPGA IP核的脉冲压缩算法的实现

线性调频脉冲压缩信号具有作用距离远、抗干扰能力强的特点。为实现线性调频信号的数字脉冲压缩,文章提出了一种基于FPGA IP核的脉冲压缩设计方法。文章着重介绍了如何使用FPGA IP核来实现频域脉冲压缩,同时对使用流水线型或基2结构实现FFT算法的优缺点和适应性做了详细对比。实验结果表明,文章提出的脉冲压缩设计方法性能良好,便于工程实现。且该方法的参数设置灵活,可以简化FPGA软件设计,缩短研发周期。     

ESA将唤醒“罗塞塔”彗星探测器

<正>据ESA网站10月15日报道,ESA的"罗塞塔"彗星探测器目前已经在深空中飞行了近10年,科学家已经准备激活星载设备,设定的唤醒时间为北京时间2014年1月20日10点。"罗塞塔"计划主要是针对彗星进行研究,科学家认为彗星上隐藏着关于太阳系起源的原始信息,可能是地球水资源的最终来源,甚至有研究认为彗星上携带的生命分子在撞击后被激活,高温高压环境也会促使复杂的分子形成,因此对彗星的调查     

WXR-700X前视风切变气象雷达

美国Collins公司自1976年开始发展气象雷达，1980年首批投放市场。1983年采用脉冲多普勒技术(脉冲对处理技术)具备探测湍流的能力。1986年开始研究探测微下击暴流低空风切变的技术，1995年取得适航证，并开始投入使用。尽管功能不断升级，