A Satellite-borne Miniature Ion Mass Spectrometer for Space Plasma

The miniature design technology is an important trend in space exploration. Mass spectrometer is used extensively in the space environment detection. The miniature ion mass spectrometer utilizes a 127° cylindrical electrostatic analyzer accompanied with a Time of Flight (TOF) unit based on ultrathin carbon foil to measure the energy spectra and composition of space plasma. The Time of Flight technique has been used broadly in space plasma measurement. A new type of miniature method for the ion mass spectrometer is introduced. The total mass of the instrument is 1.8 kg and the total power consumption is 2.0W. The calibration results show that the energy measurement range is 8.71～43550eV, the energy resolution is 1.86% and the ion mass from 1 amu (1 amu = 1.67 × 10^-27 kg) to 58 amu can be resolved by the miniature mass spectrometer. The miniature ion mass spectrometer also has a potential to be increased in the field of view by an electrostatic deflecting system to extend its application in space plasma detection. The miniature ion mass spectrometer has been selected for pre-study of Chinese Strategic Priority Research Program on Space Science.     

基于分层介质模型的HF雷达高度计火星回波仿真研究

火星次表层中的水探测是当前深空探测领域中的热门问题之一. 高频(HF)雷达高度计具有较强的穿透能力, 且能同时实现距离和功率测量, 是火星次表层探测的重要手段. 介绍了高频雷达高度计系统的原理和设计, 通过分析高度计电磁脉冲与多层光滑介质之间的相互作用, 得出其回波功 率随时间变化的模型, 并考虑了表面粗糙度对表面回波功率的影响. 选用典型的火星分层介质模型, 对其介电常数特性和高度计回波波形 进行了仿真. 仿真结果表明, 采用高频雷达高度计系统可实现对火星次表 层介电特性垂直廓线的反演, 对火星中水的识别具有重要 作用.     

Application of Contact Graph Routing in Satellite Delay Tolerant Networks

Satellite networks have many inherent advantages over terrestrial networks and have become an important part of the global network infrastructure. Routing aimed at satellite networks has become a hot and challenging research topic. Satellite networks, which are special kind of Delay Tolerant Networks (DTN), can also adopt the routing solutions of DTN. Among the many routing proposals, Contact Graph Routing (CGR) is an excellent candidate, since it is designed particularly for use in highly deterministic space networks. The applicability of CGR in satellite networks is evaluated by utilizing the space oriented DTN gateway model based on OPNET(Optimized Network Engineering Tool). Link failures are solved with neighbor discovery mechanism and route recomputation. Earth observation scenario is used in the simulations to investigate CGR’s performance. The results show that the CGR performances are better in terms of effectively utilizing satellite networks resources to calculate continuous route path and alternative route can be successfully calculated under link failures by utilizing fault tolerance scheme.     

太阳活动对VLF传播的一种影响

本文以实验数据为基础, 讨论了在太阳耀斑期间产生的相位周期丢失, 并用对极传播理论解释了这种相位周期丢失的机理。相位周期丢失是电波传播中的一个重要传播现象, 特别是对于低频和甚低频传播。由于太阳耀斑引起的这一传播现象在以往的讨论中比较罕见, 因此, 对这一问题的讨论具有特殊意义。     

半个太阳活动周期内我国中纬地区上空电离层等效板厚的变化特征

本文用新乡(电离层400km对下点是:32.4°N,115.6°E)、重庆(电离层400km对下点是:27.2°N,108.7°E)接收日本同步卫星ETS-Ⅱ的信标资料,研究了我国中纬地区上空半个太阳活动周期内(1981—1985)电离层等效板厚的变化特征,得到了等效板厚日变化、季变化的二维和三维等值图。由付里叶分析和回归方法得出等效板厚日变化各谐波分量与太阳黑子数12个月滑动平均值之间存在弱的线性关系。同时指出在等效板厚日变化中,于当地时0400—0700LT存在一明显的黎明峰。并对出现这种峰的原因作了讨论。     

大系统方法与卫星姿态动力学

本文是在Четаев理论和大系统理论的基础上^[1,3],提出了一种解决非线性非定常力学系统稳定性的方法:“大系统加权V函数方法”。并应用该方法研究了自旋卫星(包括陀螺体卫星),挠性卫星以及空腔充液卫星的姿态稳定性问题^[2]。可以看到,这个方法,对于分析约束阻尼系统,陀螺系统以及复杂的卫星系统等相当广泛的一类运动稳定性问题,是简明有效的。     

试验电子在湍流等离子体中的能量变化

在给定的湍流扩散系数的形式下,由准线性的扩散方程解出了在湍流等离子体中运动的试验电子束的分布函数。利用所得的分布函数和动力学方程,定义、并导出了两种不同形式的电子能量变率:一种是具有一定速度的电子的能量变率dε/dt;另一种是各种不同速度的电子的平均能量变率dε/dt。将所得结果与过去这方面的公式作了对比和讨论,结果表明本文所给出的能量变率表达式更有普遍性,过去采用的公式只是本文结果的特例。     

太阳大气中磁场的扭转储能

本文从完整的磁流体动力学方程组出发, 研究太阳大气中磁力线管根部的扭转储存能量。通过数值方法, 研究了包含太阳表面过渡区在内的非线性无力场的动力学演化。假设初始磁场位形为势场, 根部等离子体运动使活动区磁场扭转。磁能蓬新分布, 在局部区域中储存大量的磁能。计算结果给出非线性无力场的定量关系, 可以解释太阳耀斑的储能过程。     

VLF相位突然异常与太阳X射线事件相关性的分析

本文通过实测的VLF信号的SPA事件的数据和太阳X射线爆发通量密度之间的相关分析,建立了它们之间的数值关系.由于在SPA事件时,电离层高度的变化与太阳X射线爆发的通量密度之间的相关性很好,可以利用SPA事件的数据来估算太阳X射线爆发的强度.因为大气的吸收,在地面上不能直接观测X射线强度.作为一个实例,用推出的数值关系,计算了1982年6月3日的一次SPA事件,并与X射线爆发的数据作了比较.     

合肥地区日落哨的分析

本文根据1986年初合肥地区(地理纬度31.73°N,经度117.15°E;地磁纬度20.60°N)哨声观测资料,分析和计算了日落哨导管的抬升因子、吸收系数和导管寿命.