日冕能量中性原子编码调制成像方法应用

针对空间天气活动机理、机制及规律等方面研究需要,Kuafu卫星计划提出对日冕中性原子进行成像观测.通过分析日冕中性原子观测的科学意义和观测方法,采用编码调制方法进行日冕中性原子成像,并依据科学指标完成了整个仪器初步方案设计和仿真计算.仪器测量的中性原子能量范围为0.5~6MeV,视场范围为360°×10°.利用高压静电偏转电极板去除测量范围内的带电粒子,仪器由m序列编码调制栅网与硅半导体构成的成像结构及电子学箱共同组成.编码成像方案和仿真计算奠定了日冕中性原子成像观测的技术基础,可为空间天气中长期规律及预报等研究提供技术手段.      

空间扫描：俄罗斯2009年首个科学计划是发射研究太阳的卫星

2008年12月15日俄罗斯航天局新闻处公布，俄罗斯2009年首个科学计划是发射研究太阳和地球全球暖化问题的“日冕-光子”（Koronas-Foton）卫星，这次发谢计划将于1月29日进行。“日冕-光子”卫星上的零件和仪器80％由俄罗斯制造，其余20oA由乌克兰、印度及其他国家制造。     

无人机机载干涉阵列外场试验平台

超长波波段的电波波长为十米到几百米,如果要在超长波波段对宇宙射电信号实现高分辨率成像,天线口径通常需要达到波长数百倍乃至数千倍以上,传统的单天线方法不再适用.月球背面是在日地空间中开展超长波观测的最佳地点.空间分布式被动微波干涉成像技术的主要思想是利用分布式卫星星座,在深空实现超大的干涉测量基线替代大口径天线,实现对宇...     

多谱段全日面极紫外成像仪

在极紫外波段对太阳进行成像观测是研究太阳活动、日冕中等离子体物理特性的重要手段.传统极紫外成像仪或光谱仪无法同时实现高光谱分辨率和大视场的太阳成像.本文设计了一种新型太阳极紫外多谱段成像系统,采用无狭缝光栅分光方式实现了高光谱分辨率和空间分辨率的全日面成像,成像视场可达47',光谱分辨率每像素2×10-3 nm,空间分辨率每像素1.4',全日面时间分辨率优于60s.通过分析谱线的全日面成像图和系统响应,表明成像仪能大范围的观测太阳活动形态演化,为太阳物理研究和空间天气预报提供更完整的观测数据.      

美国意大利共同研制系留卫星系统

自空间时代开始以来,尽管向近地空间发射了数以千计的各种卫星,但能在110公里高度飞行的只有美航宇局的一颗“探险者”号卫星。而25年来,人们只在110公里高度以上研究近地空间环境,而一百公里左右以下的空间,由于探空火箭飞行时间短暂,不能详观近地空间环境。为此,日本在七十年代拟定的一颗研制近地空间的科学卫星计划也未能实现。系留卫星系统是美国和意大利空间部门倡议的,已邀请研究人员对它初期的三次飞行提出意见。第一次飞行计划要求在极高度气球下面向上19.2公里投放一个仪器容器,     

太阳X-EUV成像望远镜波长选择装置

太阳X射线-极紫外射线(X-EUV,X rays-Extreme Ultraviolet)成像望远镜是我国专门服务于空间天气预报研究的太阳短波成像监测仪器,望远镜工作在0.4~10 nm的X射线波段和19.5 nm的极紫外谱段,能够提供全日面、高分辨率的成像观测.波长选择装置是该望远镜的一个重要子系统,可以增强望远镜动态响应范围,有助于获取更多的反演日冕等离子体参数,这些参数可用来诊断日冕活动.该装置的运动控制具有低功耗的特点,能够满足空间应用环境的特殊要求.其中,步进电机精位置控制是设计的重点,有2种光电编码矩阵可以用于位置检测,从工程可实现角度优选出其中一种,并且从工程可靠性角度分析了该光电编码矩阵的故障模式,提出了在轨故障处理的预案.      

2011年8月4日螺旋状日冕物质抛射爆发事件

利用多卫星多波段的综合观测数据,通过追踪光球表面等离子体速度分析计算了耀斑爆发前后磁螺度的变化,发现耀斑爆发前活动区中光球表面存在强的水平剪切运动,活动区磁螺度的注入主要由这种剪切运动所产生;使用CESE-MHD-NLFFF重建了耀斑爆发前后活动区的磁场位形,推测出耀斑过程中存在磁绳结构的抛射.基于这些分析,给出了这一螺旋状抛射结构的形成机制:爆发前暗条西侧足点的持续剪切运动驱动磁通量绳增加扭转,高度扭缠的通量绳与东侧足点附近的开放磁力线重联并与东侧足点断开,进而向外抛出并伴随解螺旋运动.另外,利用1AU处WIND卫星的观测数据在对应的行星际日冕物质抛射中找到典型磁云的观测特征.这表明除了传统上双足点均在太阳表面的磁云模型,这种单足点固定于太阳表面的磁通量绳爆发图景同样可能在行星系际空间形成磁云结构.研究结果对进一步认识磁云结构具有重要意义.      

C 波段全场效应晶体管化宽带微波接收机

介绍一个全场效应晶体管化 C 波段卫星转发器用微波接收机的方案,并给出微波通道部分的实验结果,其中采用元器件均以国内1986年生产,现空间仍在用的高可靠性器件为设计依据和实验样管。实验结果与法国汤姆逊公司1986年为我国研制生产的 C 波段接收机(以下简称法国接收机)相比,电气指标均能达到该公司产品水平,同时具有结构简单、体积小、低功耗等优点。该方案同样适于 Ku波段应用。     

美发射太阳观测卫星

10月25日，美国航宇局两颗“立体”（STEREO，全称“日地关系观测台”）卫星由德尔它2火箭从卡纳维拉尔角发射升空，这两颗几乎完全桕同的卫星将像一投入晦一样从地球运行轨道外的两个有利位置上观测太阳，从而首次实现对太阳的三维研究。每颗卫星重620千克，预计工作寿命为两年。科学家希望本次任务能使他们深入地认识日冕质量抛射（CME）等太阳活动。     

悉数实践-10卫星的"第一"头衔

1 我国第一颗专门的微重力科学实验卫星 实践-10返回式科学实验卫星是为开展多项"微重力科学和空间生命科学"空间实验而专门量身定做的返回式卫星.卫星的承载能力、微重力水平、实验载荷服务支持能力等较以往返回式卫星均有进一步提升,是我国新一代具有安全回收、适应中长期在轨试验、应用灵活和成本低廉的空间科学实验平台.在结构布局上,它充分继承了以往返回式卫星的结构特点,外形是一个圆柱圆锥组合体,内部则是由4个舱段构成的仪器舱及返回舱.根据任务要求,实践-10卫星在轨道设计上也进行了调整,由以往返回式卫星的椭圆轨道变为圆轨道,这一改变,大大提高了微重力水平,为更好地开展微重力环境下的科学实验提供了有力的支撑.     

Spectroscopy of the extreme ultraviolet background radiation

Observations in the far ultraviolet and soft x-ray bands suggest that the interstellar medium contains several components of high temperature gas and should be emitting in the extreme ultraviolet. Indeed diffuse radiation has been detected in the extreme ultraviolet with photometric instruments, but no spectral measurements exist below 520Å. We have designed a unique grazing incidence spectrometer to study the diffuse emission between 80 and 650Å with 10 to 20Å resolution. The instrument was launched on a Black Brant sounding rocket from White Sands Missile Range on April 22, 1986. Our preliminary analysis shows the expected geocoronal and interplanetary HeI 584Å emission, and possibly other features which may originate in the hot ionized interstellar gas. Flux limits to these possible emission lines are compatible with previous broad band measurements.     

嫦娥三号着陆器有效载荷

嫦娥三号着陆器配置了地形地貌相机、月基光学望远镜、极紫外相机、降落相机等四种科学探测有效载荷.介绍了有效载荷的科学探测任务、系统设计方案和系统组成,描述了各有效载荷的方案设计和主要技术指标等.      

太阳极紫外光谱仪无缝成像技术研究

传统极紫外成像光谱仪无法实时观测大范围的太阳活动.无缝成像技术使得光谱仪能够获得大视场范围内的太阳空间信息和光谱信息.通过无缝成像光谱仪成果分析,提出了一种改进的光学设计思路,并通过模拟数据重建证明其能够大幅提高多普勒速度反演的准确性,从而极大提高了观测数据的可信度.      

第23太阳活动周太阳极紫外辐射与磁暴相关性分析

统计第23个太阳活动周内中等及以上强度（Dst_min<-50nT）的磁暴事件,线性拟合分析磁暴主相DDst_min和达到DDst_min前一个表征太阳极紫外辐射强度的F_10.7之间的相关性.结果表明:随着太阳极紫外辐射增强,DDst_min<-50nT的磁暴出现的总数增多,在弱、中等和强太阳极紫外辐射条件下,其数量分别为56,84和85;随着太阳极紫外辐射增强,强磁暴（-200nT ≤ Dst_min<-100nT）和大磁暴（Dst_min<-200nT）发生的数量和相对发生率呈增长趋势,尤其是大磁暴数目（1,4,12）和相对发生率（1.79%,4.76%,14.12%）明显呈增长趋势;大磁暴（|Dst_min|）与太阳极紫外辐射（F_10.7）之间存在中度正相关关系,其相关系数为0.532,并且主要体现在大磁暴（|Dst_min|）与强太阳极紫外辐射（F_10.7）之间的中度正相关性,其相关系数为0.582.大磁暴与强太阳极紫外辐射之间的相关性可为空间天气预报提供参考依据.      

Sun earth connection coronal and heliospheric investigation (SECCHI)

The Sun Earth Connection Coronal and Heliospheric Investigation (SECCHI) on the NASA Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO) mission is a suite of remote sensing instruments consisting of an extreme ultraviolet imager, two white light coronagraphs, and a heliospheric imager. Two spacecraft with identical instrumentation will obtain simultaneous observations from viewpoints of increasing separation in the ecliptic plane. In support of the STEREO mission objectives, SECCHI will observe coronal mass ejections from their birth at the Sun, through the outer corona, to their impact at Earth. The SECCHI program includes a coordinated effort to develope magneto-hydrodynamic models and visualization tools to interpret the images that will be obtained from the two spacecraft viewpoints. The resulting three-dimensional analysis of CMEs will help to resolve some of the fundamental outstanding questions in solar physics.     

Extreme ultraviolet observations of the solar corona: First results from the coronal diagnostic spectrometer on SOHO

We present first results from the Coronal Diagnostic Spectrometer (CDS) aboard the ESA/NASA Solar and Heliospheric Observatory (SOHO). CDS is a double spectrometer operating in the 151–785 Å range. This region of the solar spectrum is rich in emission lines from trace elements in the solar atmosphere, which can be used to derive diagnostic information on coronal and transition region plasmas. Early spectra are presented and well identified lines are listed. In addition, examples of images in selected wavelength ranges are shown, for a prominence, a loop system and a bright point, demonstrating well the power of such extreme ultraviolet observations.     

连续磁活动对等离子体层演化的影响

利用嫦娥三号极紫外相机观测的2014年2月21日等离子体层极紫外对数图像,分析了一系列磁活动状态下等离子体层晨侧视角的演化.由等离子体层质子的相空间分布,模拟了 2014年2月18-22日发生一系列磁暴事件时等离子体层在磁赤道面的演化.通过观测与模拟发现,等离子体层实际的填充速度大于模拟时等离子体层的填充速度.推测昏侧...     

International Meridian Circle Program

The Earth is buffered from the ferocious onslaught of the solar wind by a thin layer of matter known as the atmosphere and geospace. This layer absorbs energy from irradiance and outburst from the Sun, as well as from disasters, transient phenomena and anthropogenic emissions originated from Earth. Through complicated physics, the absorbed energy changes the atmospheric and geospace state and sometimes gets re-released to power extreme events such as space weather. Taking place globally, these complicated processes cannot be understood unless they are studied globally. The Chinese scientists have proposed the International Meridian Circle Program (IMCP) to meet this demand. By operating nearly 1000 instruments encompassing all latitudes along with the 120°E-60°W longitudes, IMCP aims, for the first time, to construct comprehensive 3D data representation of the atmosphere and geospace on a global scale and empower interdisciplinary research to tackle key questions related to Earth's environment and climate change.      

太阳活动区EUV图像的生成式模型耀斑分级与预报

近年来,不断发射的空基观测台持续传送回海量日面图像及日地间气象数据,为采用人工智能技术对太阳活动进行预报预警提供了数据基础。但是,极端天气爆发少,样本量较少;中等程度爆发稍多,样本量较多;常规无爆发天气常见,样本较为集中,样本不均衡状况严重影响机器学习方法在空间天气领域的广泛应用。本文面向多源多通道多尺度日面图像信息,构建了来自SOHO和SDO的1996-2015年日面活动区图像数据集;针对数据分布的不平衡,对太阳活动区图像作耀斑分级与预报。在对比分析元学习算法的基础上,设计了结合分类头设计和卷积核初始化的生成式模型;在使网络轻量化的基础上,能够将M和X级耀斑预报的检测率指标相较于普通的深度学习模型和无监督度量式模型分别提升10%和7%。     

Development of an extreme ultraviolet imaging spectrometer for the BepiColombo mission

Extreme and far ultraviolet imaging spectrometers are proposed for the low-altitude orbiter of the BepiColombo mission. The UV instrument, consisting of the two spectrometers with common electronics, aims at measuring (1) emission lines from molecules, atoms and ions present in the Mercury’s tenuous atmosphere and (2) the reflectance spectrum of Mercury’s surface. The instrument pursues a complete coverage in UV spectroscopy. The extreme UV spectrometer covers the spectral range of 30–150 nm with the field of view of 5.0°, and the spectrum from 130 to 430 nm is obtained by the far UV spectrometer. The extreme UV spectrometer employs multi-layer coating technology to enhance its sensitivity at particular emission lines. This technology enables us to identify small ionospheric signatures such as He II (30.4 nm) and Na II (37.2 nm), which could not be detected with conventional optics.