中国空间天文40周年

过去40年中国空间天文学研究取得了巨大的发展.尤其是近10年内发射了数颗天文卫星,未来几年还将有一些天文卫星计划发射.本文简要回顾了国际空间天文学的发展历程.对中国空间天文学过去40年的发展进行了回顾和总结,包括1970年代第一颗天文卫星计划、气球空间天文探测、基于载人航天工程的空间天文实验以及天文卫星等.此外,介绍了...     

空间太阳电站何时能浮出水面(上)

有人指出 ,本文标题中的“浮出水面”应改为“升入太空”。但还是不改为好 ,因为当前谈论空间太阳电站何时能升入太空尚为时过早 ,只能期望它早日列入计划 ,开始地面研制。本文将简要回顾空间太阳电站概念研究和可行性研究的历史 ,述评其发展前景 ,探讨何时能出台一个研制计划向世人公布 ,故标题中借用一个时髦的词儿——“浮出水面”。1　引言人类已经进入了 2 1世纪。在新世纪中人类要解决日益严重的环境污染、资源短缺和人口膨胀三大问题。其中环境和资源这两个问题都与发电有着密切的关系。迄今 ,人类发电用的能源绝大部分是来自地下的…     

中国空间太阳物理40年

中国空间科学学会成立的40年也是中国空间太阳物理从起步到发展的40年.本文简要回顾了从1980年前后到2020年中国空间太阳物理的主要历程,尽可能涵盖期间推动的主要项目、进展和所取得的成果.并对未来若干年中国空间太阳物理的发展进行了展望.     

空间太阳电站何时能浮出水面(中)

3　工作分解结构与关键技术3.1工作分解结构□□研制和建造空间太阳电站是一项规模空前浩大的航天工程。在批准立项、开始工程研制之前 ,其先期的概念研究和可行性研究 ,涉及技术、经济、社会和环境等多方面的问题 ,因此 ,这也是一项系统工程 ,需要分解成若干专题进行综合性研究。在美国航宇局 ( NASA)完成“新一轮研究”之后 ,美国国会于 1 999年和 2 0 0 0年先后拨款 50 0万美元和 1 50 0万美元给 NASA,用以执行一项名为“空间太阳能发电探索研究与技术” ( SERT)的深化研究计划 ,研究内容包括 1 4个专题 :1太阳电力生成 ;2无线电力…     

中国正在筹建太空望远镜

我国正在实施一项具有跨世纪意义的“空间太阳望远镜”项目。这项由中国科学院北京天文台怀柔太阳观测站首席科学家艾国祥院士领导的太空望远镜建造工程，在国际上尚无先例，已引起国际天文学界的关注。空间太阳望远镜是太阳天文学领域最大、最重要的一个里程碑，也将是下...     

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…     

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。     

空间扫描

欧空局于 10月 13日批准未来空间计划　将在 2 0 0 8～ 2 0 13年实施 5个航天项目 ,即 2 0 0 9年发射 Bepi- Colom bo水星探测器 ;2 0 12年发射用于研究银河系结构、形成和进化的 GAIA探测器 ;与美国航宇局合作研制“激光干涉仪空间天线” (L ISA) ,它将首次对重力波进行空间观测 ;与美国航宇局合作研制“新一代空间望远镜”(NGST) ;研制“太阳轨道飞行器”,从而取代“太阳和日球层观测台” (SOHO)与“尤里西斯”(Ulysses)太阳探测器。我国定于 2 0 0 1年第 4季度发射第 2颗中巴资源卫星　与第 1颗中巴资源卫星相比 ,第 2颗中巴资源…     

太阳空间探测进展与展望

摘要：为了探索太阳空间探测活动的发展方向,在广泛调研太阳空间探测任务的基础上,综合考虑任务实施年代、轨道设计、探测要素、技术特点和成果影响力,选取了10个典型空间太阳探测器,对其科学目标、有效载荷、卫星平台特性和科学发现进行了分析,提炼总结了太阳空间探测的进展和发展趋势。总体而言,太阳探测器运行轨道逐步多样化,有效载荷探测要素更加丰富,探测精度、时空分辨率等显著提升,但仍存在大量问题待解决。在分析现阶段成果和待解决问题的基础上,提出了太阳空间探测的发展展望,指出了全方位、多要素探测是破解太阳物理和空间天气预报发展瓶颈的可行途径。     

空间太阳电站何时能浮出水面(下)

4　对发展前景的不同评估□□新世纪已经来临。空间太阳电站的发展前景究竟如何 ,专家们的看法不同 :一种持乐观态度 ,另一种则持怀疑态度 ,认为前景不容乐观。4.1　持乐观态度者的理由(1)新世纪初 ,全球对电力的需求将急剧增长。今天 ,全世界 5 0多亿人口中还有约 40 %的人尚未用上电。据美国能源部估计 ,到 2 0 15年 ,占世界人口 80 %的发展中国家需要的电力将达到发达国家的同样水平。地球上不可再生的矿物燃料难以大量持续供应 ,空间太阳电站势必成为主要的电源。(2 )人类对保护地球环境 ,维持生态平衡日益关切 ,提出发展清洁、安全的电…     

影响卫星故障的空间天气分析

基于美国国家地球物理数据中心(NGDC) 2384例和中国19颗卫星的263例卫星故障信息, 结合1963-2012年小时平均的多种空间环境数据, 定量分析了三种卫星故障发生期间的空间要素特征, 探讨单粒子锁定(SEU)、表面充电致静电放电(ESD)和内部深层充电所致电子引起的电磁脉冲(ECEMP)与空间天气事件的可能联系, 得出以下主要结论. (1)大部分SEU和ECEMP发生于空间天气平静时, 但在其前后3日内地磁活动达到了磁暴水平, 相对来说比例最大的发生在Dst_min之后第3日 (48～72h). (2) ESD受地磁活动和高能电子通量影响明显. 与磁暴、相对论电子通量增强事件的季节性相对应, 两分点附近ESD和ECEMP的发生率高; 93.6% 的 ESD发生前后72h内地磁活动达到磁暴水平, 故障发生时间均匀分布在 Dst_min前0～48h 和后0～24h; 54.9%的ESD 发生时处于地磁暴期(Dst <-30nT), 以-50～-30nT的小磁暴水平居多; 40.6%的ESD发生于高能电子通量高水平期(≥ 103pfu, 1pfu =1cm-2·s-1·sr-1), 81.9%的ESD发生前后72h 内高能电子通量峰值≥ 103pfu, 发生率最高时段为电子通量峰值前 48～72h. (3)高能电子对中国同步轨道卫星的SEU影响明显, 42.5% 故障发生 时高能电子通量≥ 103pfu, 故障在峰值前48～72h和峰值后48～72h 的发生概率相当, 约为23.0%. (4)同步轨道卫星SEU受太阳质子事件的影响相对较大, 22.5%的中国同步轨道卫星故障发生前后72h内发生了太阳质子事件, 季节性不明显.      

太阳质子事件对太阳同步轨道空间辐射环境影响分析

介绍了南大西洋异常区的辐射环境及其特点，重点研究了发生于2000年7月14日的太阳质子事件对太阳同步轨道空间环境造成的影响，太阳质子事件期间，抵达近地空间的高能电子、质子及重离子对太阳同步轨道空间环境造成剧烈地扰动，并且不同种类不同能量的粒子扰动特征不尽相同。     

第21～24太阳周4类空间天气事件爆发特征统计分析

对第21～24太阳周不同等级的太阳X射线耀斑事件、太阳质子事件、地磁暴事件及高能电子增强事件的爆发频次特征进行统计,结果表明:太阳周耀斑爆发的总数量与该太阳周的黑子数峰值呈正比,耀斑总数、X级耀斑事件数与峰值的相关系数分别为0.974,0.997;太阳质子事件主要发生在峰年前后1～2年,约占总发生次数的80%,峰值通量大于10pfu （1 pfu=1 cm-2·sr-1·s-1）的质子事件中,84%伴有耀斑爆发,并且主要伴随M或X级耀斑,少量伴随C级耀斑,峰值通量大于1000pfu的质子事件中,98%伴随M或X级耀斑,并且以X级耀斑为主;第21,22,23和24太阳周发生地磁暴最频繁的时间分别在1982,1991,2003年和2015年,分别滞后黑子数峰值时间3年、2年、2年和1年;72%的高能电子增强事件发生在太阳周下降期,24%的高能电子增强事件发生在太阳周上升期.      

空间扫描

德完成团星-2卫星试验　德国最近完成了团星-2(Cluster-2)系列卫星中的第4颗卫星的生产试验。它是1颗科学卫星,用于研究太阳对地球生命的影响。欧洲空间局资助了这一计划。现在,所有4颗Cluster-2卫星已准备运送到拜科努尔。首批卫星的发射定于6月中旬。“与星同在”布天网　美国航宇局最近推出一项庞大的太空探测新计划,拟用10年时间投资15亿美元,将多达50个空间探测器送入太空,这项名为“与星同在”的太空计划将是近年来该局最大的航天项目。它有助于科学家深化对太阳动力学以及太阳对地球环境影响的认识,目的是实现对太阳活动的准确预报,…     

临近空间太阳紫外辐射环境模拟与地区差异

太阳紫外辐射是临近空间能量输入的主要来源之一,对其在中层大气的辐射特性进行研究,是研究临近空间大气成分与密度变化、光化学反应以及动力学过程的重要基础。依托“鸿鹄”临近空间探测专项计划,利用MODTRAN5辐射传输模型及卫星实测数据,模拟并对比中国11个主要地形区上空临近空间（20~50 km）紫外辐射（200~400 nm）垂直分布和季节演变的异同,计算了臭氧含量、太阳天顶角和日地距离等关键因素对辐射强度的影响。结果表明,各地形区的辐射流量垂直分布廓线和年较差垂直分布廓线较为一致,在地理位置上毗邻的地区辐射特性及季节演变较为接近,但在太阳紫外的不同波段之间区别较大。研究成果为临近空间探测实验提供了数据支撑,为大气反演等相关领域提供参考。      

空间扫描

天宫-1最早2010年升空 在2009年1月25日的春节联欢晚会上,由我国研发的天宫-1目标飞行器模型“亮相”,掀起了晚会的高潮。2009年1月26日上午,中国载人航天工程的有关权威人士向媒体透露：质量为8t的天宫-1目标飞行器类似于一个小型简易空间实验室,最早有望于2010年发射升空。在发射天宫-1之后的2年中,我国将相继发射神舟-8、9、10飞船,分别与天宫-1实现空间对接。届时,茫茫太空中将形成“中国版”空间实验室的雏形。     

中国科学院暗物质与空间天文重点实验室

正中国科学院暗物质与空间天文重点实验室成立于2010年12月,其前身是中国科学院紫金山天文台空间天文研究部。实验室基于暗物质和空间天文及探测技术的原始创新来实施国家重大空间天文观测任务,努力建成中国暗物质基础研究、高能天体物理、太阳及太阳系天体物理、空间高能探测技术的研究基地。现任实验室主任为常进研究员,学术委员会主任为甘为群研究员。     

空间天气及其灾变

2003年10月28日，太阳发生了一次强烈的耀斑爆发，耀斑形成区域的面积超过地球面积的3倍。同时，日冕物质从一个巨大的太阳黑子中抛射出来，产生的带电粒子流以每小时750万千米的速度冲向地球。它引发了当年10月30日近地空间的地磁暴和电离层暴，使地球无线电短波通信等受到严重     

航天飞机发射和回收的空间探测器——“斯巴达”

“斯巴达”(Spartan)过去属于多余军用装置。为了使军用品转为民用,并为空间科学研究作出贡献,目前已利用它作为探测恒星和太阳的一种特殊飞行器。最早用在探空火箭上,短暂地观察大气和进行天文学研究,用来研究高能天体物理学、太阳物理学、紫外天文学,这样斯巴达又象一颗天文学卫星,只不过飞行时间比卫星短,但灵活性大,能回收,可多次使用。“斯巴达”将是一个长久性空间科学研究平台。美国航宇局想用“斯巴达”飞行器进行国际空间合作,以色列准备在“斯巴达”平台上置放一台观测太阳仪器。美国期望中国能参加进来,以示两国空间合作的开端。“斯巴达”飞行器目前已改用航天飞机发射和回收。其结构简单,使用方便,费用低,效用高。美宇航局已改设计成功三种不同的“斯巴达”空间探测器:第一种是高能天体物理学“斯巴达”飞行器,有一个平台,置放光学观测仪器,适用于各种矩形阵探测器,使之定向恒星天体;第二种是太阳物理学“斯巴远”飞行器,装备有一架43厘米直径望远远。它能精确地定向观测太阳面上选定的点;第三种为紫外天文学“斯巴达”飞行器,采用了前两种“斯巴达”的设计概念和装置。它将携带一架55厘米直径的望远镜,观测恒星,其外形似第二种“斯巴达”的望远镜,也用了一个类似第一种“斯巴达”的精确定向系统。下面介绍一下“斯巴达”探测器发展经过及未来探空目的。     

哈勃空间望远镜

20年前，天文学家目击了一次400年来最明亮的恒星爆发。这颗被称作SN 1987A的巨大超新星自1987年2月23日被发现之后就以超过太阳1亿倍的能量燃烧了几个月。在过去的20年里，哈勃空间望远镜以及其他大量地面，空间望远镜都在关注着SN 1987A。[第一段]