磁层-电离层-热层耦合的空间探测需求分析

磁层-电离层-热层是等离子体与中性气体共存、彼此紧密耦合的复杂系统,是太阳剧烈活动引起灾害性空间天气的主要发生区域,对于人类航天活动的安全及导航/通信系统的正常运行有着重要影响。对该区域的探测研究蕴涵重大的科学意义并具有重要的应用前景。本文总结了国际和国内开展的磁层、电离层、热层的空间探测研究,分析了已经实施的研究发现的一些关键科学问     

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...     

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。     

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…     

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。     

多道扫描探针系统在电弧风洞中的应用

介绍了一种用于诊断电弧风洞等离子体参数的多道扫描探针系统，使用该系统研究了ＦＤ０４风洞空流场的等离子体特性，利用ＣＴＷ理论分析了探针数据，实时给出了流场攻密度的空间分布。实验表明，空流场的电子温度分布基本是均匀的；电子密度分布与流场结构紧密相关，电子密度变化在３倍之内，随着流场结值的不同２，电子密度也随之变化。     

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。     

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     

空间环境对无线电波传播的影响综述

文章研究了空间环境对无线电通信的影响,主要体现在多种因素制约下的等离子体环境对电波传播的影响。首先介绍了几种典型的电离层模型,接着详细讲述了工程实用电离层模型;随后给出了电磁波在等离子体环境中的传播路径和等离子体介质在磁场环境下对电磁波影响的定量分析,并建议将空间等离子体环境（包括星际等离子体环境和电离层等离子体环境等）作为一个整体进行研究,来考虑地磁场对等离子体电磁特性的影响;最后基于目前理论的不足与实际需求的矛盾,探讨未来的研究方向。     

太赫兹波在高速飞行器等离子体鞘套中的传输特性

文章针对临近空间高超声速飞行器的通信黑障问题,对“联盟号”飞船返回舱周围的流场分布进行模拟,根据流场压力、温度分布以及空气离解反应模型建立等离子体鞘套模型,并基于散射矩阵法分析不同飞行速度、不同入射角度下,频率在0～3.5 THz范围的太赫兹波的传输特性。结果表明,不同飞行马赫数及入射角度下,太赫兹波对等离子体鞘套都具有较好的穿透能力,且传输损耗随频率的提高明显降低。该研究对于实现临近空间飞行器的全时通信和实时探测具有重要意义。