Search for primordial antiparticles with BESS

The Balloon-borne Experiment with a Superconducting Spectrometer (BESS) has been carried out to search for primordial antiparticles in cosmic rays. In ten flights from 1993 to 2004, it measured the cosmic-ray antiproton spectrum in the energy range 0.1–4.2 GeV at various solar activity conditions. It also searched for antideuterons and antihelium nuclei, and it made precise measurement of cosmic-ray particle spectra. The BESS program has been extended to long duration balloon (LDB) flights in Antarctica (BESS-Polar) with the goal of achieving unprecedented sensitivity in the search for primordial antiparticles. This report describes recent results from BESS and progress of the BESS-Polar program.     

A Carbon Nano Tube electron impact ionisation source for low-power,compact spacecraft mass spectrometers

A novel ionisation source which uses commercially available Carbon Nano Tube devices is demonstrated as a replacement for a filament based ionisation source in an ion trap mass spectrometer. The carbon nanotube ion source electron emission was characterised and exhibited typical emission of 30 ± 1.7 μA with an applied voltage differential of 300 V between the carbon nanotube tips and the extraction grid. The ion source was tested for longevity and operated under a condition of continuous emission for a period of 44 h; there was an observed reduction in emission current of 26.5% during operation. Spectra were generated by installing the ion source into a Finnigan Mat ITD700 ion trap mass spectrometer; the spectra recorded showed all of the characteristic m/z peaks from m/z 69 to m/z 219. Perfluorotributylamine spectra were collected and averaged contiguously for a period of 48 h with no significant signal loss or peak mass allocation shift. The low power requirements and low mass of this novel ionisation source are considered be of great value to future space missions where mass spectrometric technology will be employed.     

欠膨胀自由射流密度场的丙酮平面激光诱导荧光显示与测量

介绍了利用丙酮平面激光诱导荧光(PLIF)技术测量自由射流密度场的原理,并对两种射流总压下含有丙酮蒸气示踪剂的欠膨胀自由射流的密度场结构进行了显示.所得图像直观地显示了射流的桶状激波和马赫盘等特征信息,从中可以看出射流欠膨胀度主要影响马赫盘以前的流场,射流欠膨胀度越高,则射流直径越大,马赫盘越远离喷口,桶状激波越向外凸出.为检验丙酮PLIF技术测量密度场的精度,对实验流场进行了数值仿真.仿真所得到的密度场结构以及沿射流轴线的归一化密度变化曲线与实验得到的相应结果符合较好.     

武汉上空背景Na层长期变化和夜间变化特征的激光雷达观测研究

通过分析武汉大学激光雷达在2001年4月到2004年12月的观测数据,研究武汉(30.5°N,1144°E)上空背景Na层的长期(时间尺度大于1年)变化和夜间变化特征,并讨论了这种变化特征可能的产生原因.Na层长期变化的观测研究表明,背景Na层柱密度最大值出现在11月,大约是5月份最小值(1.6×109 cm-2)的2倍;质心高度最大出现在8月,比年平均高度91.5km高14km,最小值出现在5月,为91.2km;rms宽度平均值为4.5 km,最大值和最小值分别出现在12月和3月;月平均Na层质心高度和均方根宽度都具有准半年周期的变化,但两者变化的相位相反.除了长期变化外,背景Na层还呈现出明显的夜间变化特征:除凌晨短暂的时间外,Na层柱密度随夜间时间增加,于0530 LT达到最大值(2.9×109 cm-2);峰值对应的高度随时间下降;质心高度随时间缓慢增加但在凌晨迅速下降基本恢复到入夜时的高度;整夜背景Na层平均柱密度、峰值对应的高度、质心高度和rmS宽度起伏值分别为1.1×109cm-2,3 km,0.3 km和0.8 km.      

Ni-Mo电沉积层的组成和结构

利用Ｘ射线光电子谱（ＸＰＳ）研究了Ｎｉ－Ｍｏ沉积层的组成元素及其价态和深度分布,用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）、Ｘ射线衍射技术（ＸＲＤ）和电子探针显微分析技术（ＥＰＭＡ）研究了电沉积Ｎｉ－Ｍｏ合金层的形貌、结晶状态、组成元素分布情况。结果表明,电沉积Ｎｉ－Ｍｏ合金层呈现亮色,表面比较均匀。电沉积层为非晶结构,２θ在４０°～５０°间有一弥散对称峰。沉积层中的Ｎｉ和Ｍｏ为零价态,它们的结合能分别为８５２．８ｅＶ和２２８．２ｅＶ。沉积层的真实组成（相对原子百分浓度）为：Ｎｉ５０．８６％,Ｍｏ２２．６３％,Ｏ２６．５１％。     

基于Daubechies小波的X射线脉冲星信号降噪研究

针对X射线脉冲星弱信号埋没在强噪声中,在短时间内周期叠加的脉冲轮廓的信噪比低,影响脉冲到达时间的估计精度和效率,提出基于Daubechies小波的X射线脉冲星信号降噪的算法。在对RXTE观测数据预降噪处理和周期叠加的基础上,采用Daubechies小波算法做降噪处理,使得较短的时间内仍能获得高信噪比的脉冲轮廓。利用RXTE观测数据进行验证仿真,结果表明,该算法能有效滤除X射线脉冲星信号所包含的设备及空间环境的噪声,在保证脉冲到达时间精度的情况下,缩短了观测时间,提高X射线脉冲星导航的效率。      

基于实时引导修正的大口径天线对星快速校相方法

对测控站中快速校准和差通道相位的方法进行了原理分析,以18 m口径天线为例,论证了在X频段下大口径天线的空间波束相对于S频段更窄,利用X频段空间目标进行快速校相时需要天线系统提供更高的指向精度来满足校相时的角度偏置处于主瓣内.通过分析抛物面天线的指向误差源和模型,提出了基于该模型进行目标引导数据误差反向修正的工程应用方...     

采用铯束管荧光稳频技术的小型光抽运铯原子频率标准

对于小型光抽运铯原子频率标准来说，激光稳频参考源的稳定性决定了激光系统的频率稳定性，进而决定了整机的频率稳定度指标。激光稳频可以采用饱和吸收稳频和铯束管荧光稳频两种方案。经对比了采用这两种激光稳频方式的整机指标，取得了初步的结果：与采用饱和吸收稳频相比，采用铯束管荧光稳频后，整机的短期稳定度指标没有明显恶化，长期稳定度指标有了明显提升，3.21E-14/100 000s，1.13E-14/400 000s，未出现闪变平台，仍在继续测试中。结果显示，铯束管荧光稳频技术应用光抽运小型铯原子频率标准，具有提高整机长期稳定度指标和增强环境适应性的潜力。     

轻小型高光谱成像仪前置望远系统设计

轻小型、高分辨率已经成为高光谱成像仪的发展趋势。文章基于Offner型光谱成像系统的结构特点,分析了高光谱成像仪前置望远系统的设计特殊性,利用同轴反射系统的几何光学理论求解方法,给出了一种长焦距、大视场的高光谱成像仪前置望远离轴三反远心系统的设计思路和设计结果,光学系统焦距2 500 mm,视场角达到12°。分析表明,该设计在奈奎斯特频率71.4线对/mm处调制传递函数接近衍射极限,结构紧凑,不仅适用于Offner型光谱仪前置望远光学系统,还可用于其它大视场远心光学系统。     

火星大气O3光谱探测技术

O3是火星大气中最重要、最活跃的分子之一,它不仅能够控制到达火星地面的紫外光通量,而且能够追踪大气中水蒸气光化解产生的HOX基,同时也是建立火星大气光化学模型的基础。文章主要描述通过天基遥感和地基遥感两种方法探测得到火星大气O3含量,包括空间和时间的分布、垂直剖面及其变化;具体分析了两种方法的探测机理,详细描述了国际相应光谱仪的整机结构和探测的重要成果,为中国进行深空探测提供了参考。