和航天员一起观赏地球家园

<正>卫星在几百千米的太空可以拍摄到清晰的地面图片,而国际空间站里的航天员在休闲时间最喜欢做的事情之一就是用"大炮"拍摄地球家园的壮丽景色。现在,就让我们跟随航天员的镜头从太空来尽情观赏我们多姿多彩的家园美景。极光辉光一艘"进步"号货运飞船闪着灯光在黑暗的宇宙空间向国际空间站接近,准备对接到空间站上,国际空间站上的航天员捕捉到了这个画面。背景是分布在地平线上方长长的蓝色夜气辉,在画面中十分醒目,由此可以看到气辉与极光不同,它随时随地在整个大气层上都可以产生。     

众眼看宇宙

<正>银河与南天的大气辉光影像为我们展示的是智利冬季夜空中异常明亮的红色大气辉光。大气辉光的发生高度与极光相近,不过其产生原因是分子受到激发所导致的化学发光。一般情况下,灵敏的数位相机记录的大气辉光通常带有绿晕,而这片泛红的辉光是氧原子在低密度环境下所产生的,在过去的几年里,这种大气辉光经常出现在南半球的夜空中。在这幅影像中,心宿二与银河盘面位于顶端,明亮的大角星座位于它的左边,在地平面附近,可以找到分跨在银河系两侧的织女星、天津四和牛郎星。     

和航天员一起观赏地球家园

<正>卫星在几百千米的太空可以拍摄到清晰的地面图片,而国际空间站里的航天员在休闲时间最喜欢做的事情之一就是用"大炮"拍摄地球家园的壮丽景色。现在,就让我们跟随航天员的镜头从太空来尽情观赏我们多姿多彩的家园美景。极光辉光画面中黑色部分是地球地面,在太空飞行的航天飞机头部所指向的地面上方橙色区域是大气层的最下层—对流层,在这层里,冷空气下降,热空气上升,形成垂直对流。对流层包含了80%的大气质量和几乎全部水汽及雷雨。对流层高度18千米(赤道附近)至8千米(两极地区)     

极光就在脚底下

航天员们永远也忘不了那一天,他们从一团极光之上飞过。伯班克正漂浮在阿特兰蒂斯号乘员舱内,突然听到飞行舱内传来一声尖Hq。怎么回事?他飞快地漂向发出声响的地方,一群航天员正挤在窗前,窗外有一团光。他所看到的,令他终生难忘。一场地磁风暴在窗外形成,而航天飞机正穿越其中。周围全是色彩斑斓的极光。“简直无法描述。”伯班克说。伯班克是阿特兰蒂斯号航天飞机(STS-106)上的7名航天员之一。他们的任务是在12天的时间内为国际空间站第一     

极向运动极光结构和喉区极光光学观测特征的对比分析

利用中国北极黄河站高时间分辨率的三波段全天空成像仪极光观测数据,联合太阳风和行星际磁场等观测,分析了极向运动极光结构（PMAFs）和喉区极光的形成及演化特征.研究发现:一系列PMAFs与喉区极光事件同时出现在观测视野中,其中PMAFs主要发生在日侧极隙区极光卵赤道向边界的极向一侧,沿东西方向分布,点亮后向高纬运动;喉区极光紧靠PMAF一侧发生,从极光卵赤道向边界向低纬延伸,沿南北方向分布,点亮后向高纬偏西方向运动;观测期间PMAFs发生频率高于喉区极光;当PMAFs与喉区极光同时出现时,PMAFs可以与喉区极光几乎同时出现或略晚于喉区极光出现,持续时间较喉区极光短.观测结果表明:与PMAF相对应的磁层顶重联过程和与喉区极光对应的磁层顶凹陷导致的磁重联过程在日侧磁层顶上的相邻区域分别发生,两种极光事件的形成过程相对独立,可能不存在相互触发关系.      

地球的荧光屏效应

人类观赏极光已经有数千年的历史了,不过,一个根本的问题是,极光是如何产生的?太阳似乎是极光产生的原因之一。数十年来,太空科学家已经知道,在太阳活动较为旺盛的时候,极光的出现也较为频繁。在地球表面,我们可以藉由观测极光来监测太阳的活动。许多教科书将极光的成因,归咎于     

喉区极光的机器识别

喉区极光是一种发生在电离层对流喉区附近的极光现象,是极光卵向低纬侧延伸出的南北向分立结构,其可能对应由磁鞘高速流与磁层顶作用引发的磁层顶重联过程.喉区极光研究对深入理解太阳风—磁层—电离层耦合过程具有重要意义.从长期观测所积累的大量全天空极光观测数据中准确高效识别出喉区极光结构,是开展喉区极光统计研究的基础.本文利用北极黄河站2003—2017年全天空成像仪的极光观测数据,建立了喉区极光图像标注数据集;基于密集连接卷积神经网络（DenseNet）对极光图像全局高维表征的自动学习,首次实现了喉区极光结构的机器识别.算法对喉区极光识别准确率达96%,且具有良好的泛化性能.研究表明基于深度学习的图像识别方法可用于从海量极光观测数据中自动识别喉区极光事件.      

基于U-net的紫外极光观测极光卵形态提取

极光卵形态提取是极光研究的重要手段.如何提高强干扰背景下的紫外极光图像极光卵形态提取精度,目前仍是一个难题.本文提出一种基于深度学习语义分割模型U-net的方法,实现了对极光卵形态的高精度提取.在Polar卫星紫外极光观测数据的实验结果表明,该方法相比于已有算法精度更高,对完整型极光卵和缺口型极光卵图像均能得到更加精确的提取结果,特别是针对强日辉干扰、灰度不均匀和对比度低情况下的紫外极光图像时,该方法显示了明显优势.      

空间天气威胁,各国如何应对

正人类很早就注意到了太阳上的黑子、地球上的极光这些与空间天气有关的显著自然现象。在中国古代的天文记录和地方志中,就有不少关于太阳黑子和极光的记载。在西方世界,印第安人将极光视为天空中舞动的精灵,而中世纪的欧洲人则认为极光是来自神的标志。到了近代,天文学家和地球物理学     

极光强扰动对中低纬电离层的影响

本文考查了120°E附近的五个中低纬电离层观测站在极光强扰动下的f₀F₂行为。共考查了从1966—1970年五年资料中AE>1400日及1969年中AE>1000日的f₀F₂行为。研究得出了与印度站链有所不同特征——在极光强扰动下120°E中低纬五站之f₀F₂均有不同程度的减小,而不是增加,并且在中纬较高纬度的满州里站之f₀F₂减小比北京站要显著。扰日后效在中、低纬区不同,低纬之武昌、广州和海南岛三站均呈现扰动过后次日上午段的f₀F₂增加,中纬较高纬度的满洲里站仍呈现f₀F₂减少。我们认为这是由于低纬区主要受赤道喷泉效应改变的影响,而中纬及亚极光纬区主要受极光强扰时产生的环球电场的直接作用结果,它反映了纬向电场耦合传递的影响。当然极光扰动时对中性大气层的能量输入亦对观测到的现象有贡献。      

极光西向涌浪的二维模式(线性部分)

极光西向涌浪(WTS)被定义为磁层亚暴开始的重要标志, 它是伴随带电粒子沉降过程在极光带电离层出现的特定的极光运动形态.本文给出了极光西向涌浪的二维动力学模式, 亚暴开始, 伴随粒子沉降在电离层产生离子密度梯度(电导率梯度), 在背景电场中激发出低频漂移波, 它的传播给出极光西向涌浪运动的主要特性.      

地球自转对北极黄河站观测日侧极光弧运动的影响

利用北极黄河站全天空极光数据,采用AACGM模型,将日侧极光弧映射到地磁坐标系,定量计算地球自转导致的极光弧运动速度.对于任意一条极光弧,其偏斜角定义为极光弧方向与当地地磁东西方向的夹角.研究发现,地球自转产生的速度由极光弧离开天顶的距离和偏斜角决定,其中偏斜角的影响更为重要,其还决定速度的方向.在4年的观测数据中,提取超过40000张出现极光弧的图像,计算极光弧偏斜角.计算结果表明,日侧极光弧的偏斜角随磁地方时增大而逐渐减小,并在大约10:00MLT（磁地方时）附近发生反转.由于偏斜角的反转,地球自转产生的极光弧运动在晨侧多为极向运动,到午后多为赤道向运动.相比午前,午后的运动更为明显,最大速度可超过300m·-1.      

空间站发展的探讨

本文较详细地介绍了十六年来国际上空间站活动及其发展概况;并就国外的空间站、运载系统的主要的几个关键问题作了分析;对目前国外的空间站的几种方案进行了探讨。     

空间站伴随卫星的轨道及形成分析

空间站伴随卫星是在空间站附近周期运动、为空间站提供特殊服务的航天器。论述了空间站伴随卫星的概念;分析了空间站伴随卫星的轨道及形成; 给出了空间站伴随卫星理想伴随轨道形成的条件。     

21世纪载人航天活动展望（2）

2　国际空间站的组装与应用□□以美国为主的国际空间站计划 ,既是2 0世纪最后 1个重大的载人航天工程 ,也是 2 1世纪第 1个最重要的载人航天项目。国际空间站是继苏联的礼炮号系列与和平号空间站之后 1个更大型的空间站 ,其规模和复杂程度超出了以往任何 1个空间站。2 .1　国际空间站的组装国际空间站组装完成后的总质量为470 t,加压舱的总容积为 90 8m3,相当于 2架波音 - 747客机的机舱容积之和 ,能容纳7名航天员在站内生活和工作。空间站位于高度为 42 6 km、倾角为 5 1.6°的圆形轨道 ,但组装是在 35 5 km高的轨道上进行。国际空间站有 …     

天空画廊

西藏上空的大气辉光涟漪 天空为什么看起来像个巨型的标靶？因为有大气辉光。这种不寻常的图案是由大气引力波产生的。这是一种大气压力高低交替的波，其波长会随着标高而增加。在这个例子中，波传递到了标高90千米以上的高空。大气辉光是空气分子参与化学反应的化学发光，一般情况下，出现在地平线附近的大气辉光较易分辨，而大气辉光也让夜空不会完全黝黑。     

地上天上看极光

极光是发生在地球两极周围高层大气中的一种十分宏伟壮丽的发光现象,也是唯一能用肉眼看见的地球高层大气中的一种物理过程。极光的形态变化万千,颜色绚丽多彩。极光的每一次出现,都好似大自然恩赐给人类的一幅美丽画卷,可惜地球上绝大多数人都生活在中低纬度地区,他们一辈子也没有欣赏这空中美景的机缘。     

“海盗-A”科学卫星概述

“海盗-A”是瑞典第一颗卫星,它用来测量磁层界面场和研究极光。这种低费用卫星的特点也能应用于其它小型卫星上。“海盗-A”于1986年2月22日用“阿里安-3”火箭发射成功。瑞典本土的一部分处于极光带,因而电离层和磁层研究在瑞典科研中一直占较重要的位置。他们曾进行过探空火箭、高空气球、卫星以及陆上实验测量等工作。七十年代后期他们又提出要用瑞典卫星作进一步的磁层界面和极光研究,以获得在实验室难以     

国际空间站进展点滴

国际空间站进展点滴目前，ＮＡＳＡ与其国际合作伙伴，正在对国际空间站进行系统设计评审（ＳＤＲ）。系统设计评审是整个空间站计划的技术基准。评审的内容包括：空间站的应用、运营和在轨装配。ＮＡＳＡ空间站计划负责人Ｒ．Ｂｒｉｎｋｌｙ说，系统设计评审是空间站从设...     

“哈勃”眼中的木星和土星极光

最近,“哈勃”太空望远镜上新安装的影像分光仪(STIS)发挥其高度解像力捕捉到了木星和土星两极的壮丽极光。 众所周知,地球极光是由太阳吹向地球的太阳风