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岁星四纪——回望木星大气探测50年
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作者 宋心仪 杨军 魏勇 《地球与行星物理论评(中英文)》 2025年第1期67-82,共16页
木星是太阳系中最大的行星,也是自转速度最快的行星.作为一颗气态巨行星,木星没有海陆分布、复杂地形等因素的影响,是研究大气动力学的天然试验场.木星的大气成分、大气环流、内部结构特征等都具有重要的科学意义.1973年12月4日,先驱者1... 木星是太阳系中最大的行星,也是自转速度最快的行星.作为一颗气态巨行星,木星没有海陆分布、复杂地形等因素的影响,是研究大气动力学的天然试验场.木星的大气成分、大气环流、内部结构特征等都具有重要的科学意义.1973年12月4日,先驱者10号飞掠木星,实现了人类第一次木星大气近距离探测.如今木星探测已经积累了50余年的经验,发射了10次木星任务:7次飞掠任务、伽利略号与朱诺号两次环绕任务、正在飞行途中的木星冰卫星探测任务.本文简要回顾了这10次探测任务及其取得的科学成果,重点关注木星的大气成分、波动和急流、大红斑、极地涡旋等方面取得的进展,并指出一些尚未解决的科学难题.我国计划于2030年左右发射天问四号,对木星系进行探测.回顾过去的木星探测任务,对于天问四号如何合理设计科学载荷、制定科学目标等具有一定的借鉴意义. 展开更多
关键词 木星探测 大气成分 大气动力 急流 大红斑 极地涡旋
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Prospects for Jovian seismology with the Lenghu planetary telescope
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作者 YiQing Zou Fei He +4 位作者 ShanShan Zheng Lei Yu ZhongHua Yao ZhaoJin Rong Yong Wei 《Earth and Planetary Physics》 EI CAS CSCD 2024年第5期703-710,共8页
Jupiter is one of the top priorities for deep space exploration in China and other countries.The structure of Jupiter’s interior,in particular,is a crucial but still unclear scientific topic.This paper discusses curr... Jupiter is one of the top priorities for deep space exploration in China and other countries.The structure of Jupiter’s interior,in particular,is a crucial but still unclear scientific topic.This paper discusses current scientific understanding of Jupiter’s interior by summarizing the history of past and current exploration and data analysis.We review recent space-based and ground-based observation methods and analyze their feasibility.To gain new insight into the internal structure of Jupiter,we propose to study Jupiter’s innards by planetary seismology.Ground-based observation,namely the Jupiter Seismologic Interferometer Polarization Imager(SIPI)in Lenghu,will be developed to obtain the Doppler velocity distribution on the surface of Jupiter and identify oscillation signals.Lenghu has observation conditions that are not only exceptional in China but even in the world,capable of providing novel insight into the interior of Jupiter.This will also be the first study in China of the interior of Jupiter using asteroseismology,which has significant implications for China’s plans to explore Jupiter via spacecraft-mounted instruments. 展开更多
关键词 Jupiter seismology Jupiter’s interior Jupiter model Jupiter Seismologic Interferometer Polarization Imager(SIPI)
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ESA木星冰卫星探测器(JUICE)探测任务工程问题浅析 被引量:1
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作者 曹鸿谦 张正峰 +1 位作者 马继楠 韩承志 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期I0010-I0020,共11页
ESA主导的木星冰卫星探测器于2023年4月14日成功发射。该探测器旨在研究木星及其卫星的复杂空间环境,并对木卫二、木卫三与木卫四3颗冰卫星进行遥感与原位测量,以期探索巨行星的演变过程及发现适合生物生存的环境与生命可能的痕迹。通... ESA主导的木星冰卫星探测器于2023年4月14日成功发射。该探测器旨在研究木星及其卫星的复杂空间环境,并对木卫二、木卫三与木卫四3颗冰卫星进行遥感与原位测量,以期探索巨行星的演变过程及发现适合生物生存的环境与生命可能的痕迹。通过介绍木星冰卫星探测器任务目标及实施背景,概述其方案中构型布局、轨道设计、能源选择、科学载荷配置等总体设计相关工程技术特点,并对冰卫星探测雷达天线在轨展开过程中的故障与处理方式进行了分析,针对未来中国深空探测任务中的飞行器总体设计提出若干思考与建议。 展开更多
关键词 木星 冰卫星 深空探测任务
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木星系探测与JUICE任务概述 被引量:1
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作者 王建昭 卜良霄 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期I0001-I0009,共9页
北京时间2023年4月14日,JUICE探测器的成功发射标志着木星系探测进入黄金时代,后续将重点针对冰卫星的宜居性进行全面探测。除了木星系探测共有的辐射环境恶劣、能源供给困难等技术难点,JUICE任务还有研制难度大、科学载荷多、任务周期... 北京时间2023年4月14日,JUICE探测器的成功发射标志着木星系探测进入黄金时代,后续将重点针对冰卫星的宜居性进行全面探测。除了木星系探测共有的辐射环境恶劣、能源供给困难等技术难点,JUICE任务还有研制难度大、科学载荷多、任务周期长、轨道设计复杂等特点。本文对目前木星系探测发展形势及JUICE任务要点进行了梳理,总结了关键科学问题及技术挑战,对我国未来木星系探测具有借鉴意义。 展开更多
关键词 木星系 木卫三 JUICE任务
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Are cyclones in Jupiter's polar regions modulated by the radially directional Rayleigh–Taylor instability?
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作者 ChuXin Chen 《Earth and Planetary Physics》 EI CSCD 2023年第2期229-236,共8页
The persistence and symmetry of cyclones around the poles of Jupiter are unknown.In the present investigation,inspired by cyclones at the South Pole of the Earth,we propose a mechanism that provides an explanation for... The persistence and symmetry of cyclones around the poles of Jupiter are unknown.In the present investigation,inspired by cyclones at the South Pole of the Earth,we propose a mechanism that provides an explanation for this problem.The negative temperature gradient with respect to latitude may play an important role here.This temperature gradient is induced by solar radiation because of the small axial inclination of Jupiter.Our numerical simulations suggest that cyclones in the polar regions of Jupiter may be modulated or controlled by the radially directional Rayleigh–Taylor instability,driven by centrifugal force and the negative temperature gradient along the latitude. 展开更多
关键词 cyclone polar region of Jupiter temperature gradient along the latitude Rayleigh–Taylor instability
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大尺度弯曲波和木星磁盘的波状结构 被引量:2
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作者 刘振兴 王水 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1989年第1期1-12,共12页
本文提出,术星磁盘的波状结构可能是由木星等离子体片中存在的大尺度弯曲波引起的。从磁流体力学方程组出发,建立了一个自洽的稳态木星磁盘模式,在这个模式中包括了径向等离子体流和方位角方向的磁场。利用扰动的磁流体力学方程组,得出... 本文提出,术星磁盘的波状结构可能是由木星等离子体片中存在的大尺度弯曲波引起的。从磁流体力学方程组出发,建立了一个自洽的稳态木星磁盘模式,在这个模式中包括了径向等离子体流和方位角方向的磁场。利用扰动的磁流体力学方程组,得出了普遍的色散方程。在某些简化条件下解出了色散关系。结果表明,弯曲波是一种新型的耦合波,即Alfvèn波和旋转波(频率相当于木星的旋转角速度Ω_J)相耦合的新型波。这种波的特性与等离子体片的结构相关。根据这种波的特征函数,给出了木星磁盘波状结构的表达式,理论结果与根据探测数据得出的经验形式相符。 展开更多
关键词 弯曲波 磁盘 波状结构 木星
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木星“大红斑”的旋转浅水实验模拟研究 被引量:1
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作者 王振坡 王丽艳 刘书声 《天文学报》 CSCD 北大核心 2001年第4期397-407,共11页
在具有自由表面的旋转抛物面浅水实验系统上进行了可重复的系列模拟实验 ,在旋转随动坐标系中拍摄的照片和功率谱分析表明 ,确有大尺度持续存在的涡旋、漂移与演化产生 .在一定条件下 ,呈现出一个自持的、长寿命的、沿与整体旋转方向相... 在具有自由表面的旋转抛物面浅水实验系统上进行了可重复的系列模拟实验 ,在旋转随动坐标系中拍摄的照片和功率谱分析表明 ,确有大尺度持续存在的涡旋、漂移与演化产生 .在一定条件下 ,呈现出一个自持的、长寿命的、沿与整体旋转方向相反方向漂移的反气旋孤立波涡旋 (Rossby孤立波涡旋 ) ,这就是木星“大红斑”的实验室模型 .实验结果证实 ,流体动力学不稳定主要来自于剪切和Coriolis力效应 ,由于远离平衡态的耗散系统的自组织 ,涌现出大尺度长寿命相干涡旋结构 .受多次实验的启发 ,从流体动力学基本方程出发 ,在一定的实验条件下提出一个半经验模型 ,近似求出了Rossby孤立波涡旋解 . 展开更多
关键词 木星 “大红斑” 旋转浅水 相干结构 剪切 CORIOLIS力 孤立波 流体动力学
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基于中国深空站的木星探测器开环测量试验 被引量:7
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作者 陈略 平劲松 +5 位作者 李文潇 韩松涛 刘庆 陈永强 张建辉 简念川 《深空探测学报》 2018年第4期382-386,共5页
中国深空网的建立用以支持我国正在实施的探月工程及后续火星、小行星、木星等探测任务。为验证中国深空网的跟踪测量能力,并获取行星无线电测量数据,基于中国深空站开展了对木星在轨探测器"朱诺号"(Juno)的跟踪测量试验与数... 中国深空网的建立用以支持我国正在实施的探月工程及后续火星、小行星、木星等探测任务。为验证中国深空网的跟踪测量能力,并获取行星无线电测量数据,基于中国深空站开展了对木星在轨探测器"朱诺号"(Juno)的跟踪测量试验与数据处理分析。在分析各种观测约束条件的基础上,首次实现了中国深空站在地—木距离上的深空探测器开环跟踪测量,通过VLBI数据采集记录终端原始探测器信号,经信号处理提取"朱诺号"探测器的主载波频率。采用傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)、线性调频Z变化及信号本地重构相关的联合信号处理方法,"朱诺号"探测器主载波频率提取噪声水平在10μHz水平,有效验证了深空开环测量技术,为后续我国深空探测任务积累了有益经验。 展开更多
关键词 中国深空站 木星 朱诺号 开环测量 主载波频率
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举世瞩目的“彗木之撞”——苏梅克—利维9彗星撞击木星 被引量:1
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作者 胡中为 阎林山 《自然杂志》 1995年第2期86-92,共7页
1994年7月16—22日,苏梅克—利维9号彗星分裂的20个碎块依次撞击木星,这是人类第一次事先给出预报的重大天文事件,举世瞩目。全世界的地面望远镜、机载望远镜、哈勃太空望远镜(HST)、尤里西斯(Ulysses)飞船作了空前规模的观测。首批发... 1994年7月16—22日,苏梅克—利维9号彗星分裂的20个碎块依次撞击木星,这是人类第一次事先给出预报的重大天文事件,举世瞩目。全世界的地面望远镜、机载望远镜、哈勃太空望远镜(HST)、尤里西斯(Ulysses)飞船作了空前规模的观测。首批发布的信息资料达33亿字节,大量图象显示丰富的撞击现象,木星上留下的疤斑持有一个多月,分析研究工作尚在进行中。 展开更多
关键词 彗星 木星 撞击 太阳系
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太阳系的最大行星——木星 被引量:1
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作者 胡中为 《科学》 北大核心 2013年第6期51-55,共5页
木星是太阳系中的最大“巨新星”。现已发现木星有67颗卫星和众多暗尘组成的环系。俨然是一个小规模太阳系。
关键词 木星 大气 内部结构 磁场和磁层 卫星环系 彗木撞击
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Shoemaker-Levy 9彗星撞击木星的流星物理学
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作者 胡中为 初一 +1 位作者 武银根 黄克谅 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 1996年第4期305-309,共5页
本文从流星物理学的基本方程出发,导出Shoemaker—Levy9慧星撞击木星时的速度、质量损失、电子线密度、能量释放率随高度的分布公式;采用合理的参数,作了一系列计算,并与观测资料比较,进行一些讨论.
关键词 慧星 木星 流星 撞击事件
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伽利略卫星的内部结构模型以及平衡形状参数
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作者 张承志 张鸿 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期38-45,共8页
木星的4颗大卫星都是同步轨旋卫星,常被称为伽利略卫星.美国发射的伽利略飞船自1995年12月抵达木星系统后,近几年来对木星的4颗伽利略卫星进行了一系列的探测.利用飞船探测的最新资料(参看表1)作为约束条件,建立了伽利... 木星的4颗大卫星都是同步轨旋卫星,常被称为伽利略卫星.美国发射的伽利略飞船自1995年12月抵达木星系统后,近几年来对木星的4颗伽利略卫星进行了一系列的探测.利用飞船探测的最新资料(参看表1)作为约束条件,建立了伽利略卫星的一组内部结构模型(参看表3~6);然后按照同步轨旋卫星的形状理论公式计算了它们的平衡形状参数(参看表7),以木卫一为例,其三轴椭球体的 3个油分别是 1830.73,1819.89和 1816.27 km;最后,将计算结果与已有的研究结果作了比较和讨论. 展开更多
关键词 同步轨旋卫星 内部结构模型 平衡形状参数 伽利略卫星 木星
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木星大气中交替快速环流研究
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作者 廖新浩 ZHANGKe-Ke 《天文学报》 CSCD 北大核心 2002年第3期225-235,共11页
伽利略探测器对木星深部的大气测量,进一步增加了木星大气的平均带状交替快速环流是由其深部大气运动产生的可能性,由于木星高速自转,所以此带状流的基本动力学特征是地转流,即主要动力学平衡是科里奥利力和压力.基于近两维和非轴对称... 伽利略探测器对木星深部的大气测量,进一步增加了木星大气的平均带状交替快速环流是由其深部大气运动产生的可能性,由于木星高速自转,所以此带状流的基本动力学特征是地转流,即主要动力学平衡是科里奥利力和压力.基于近两维和非轴对称地转慢波的非线性相互作用,描述了一个新的带状交替快速环流的分析理论,并给出了地转波动的一个显函数关系分析表达式,以及它对应于弱非线性问题的首阶解.对考虑非线性效应的高阶解问题,推导出了一个运动方向交替的快速环流的分析表达式.也对该理论在木星和其他行星的大气动力学研究方面作了讨论. 展开更多
关键词 木星 太阳系 行星大气 非线性相互作用 大气测量 伽利略探测器
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伽利略卫星的平衡形状参数和潮汐耗散因子
14
作者 张承志 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2001年第2期151-155,共5页
木星的四颗大卫星都是同步轨旋卫星,常被称为伽利略卫星.美国发射的伽利略飞船自1995年12月抵达木星系统后,近几年来对木星的四颗伽利略卫星进行了一系列的探测.利用飞船探测的最新资料作为约束条件,建立了伽利略卫星的一组... 木星的四颗大卫星都是同步轨旋卫星,常被称为伽利略卫星.美国发射的伽利略飞船自1995年12月抵达木星系统后,近几年来对木星的四颗伽利略卫星进行了一系列的探测.利用飞船探测的最新资料作为约束条件,建立了伽利略卫星的一组内部结构模型;然后按照同步轨旋卫星的形状理论公式计算了它们的平衡形状参数及潮汐耗散因子等. 展开更多
关键词 伽利略卫星 平衡形态参数 潮汐耗散因子 同步轨旋卫星 飞船 木星
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木星“大红斑”模拟研究的进展
15
作者 王振坡 《天津城市建设学院学报》 CAS 2000年第4期256-260,266,共6页
介绍了“大红斑”问题的由来 ,着重阐述了实验模拟和计算机数值模拟的进展状况 ,进一步提出了下一阶段开展实验和数值模拟工作的设想 .
关键词 木星 “大红斑”问题 数值模拟 相干结构
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木星掩星的相对论效应
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作者 覃一平 《云南天文台台刊》 CSCD 1993年第3期12-15,共4页
本文计算了木星掩星的相对论效应的数量级,同时讨论了利用木星掩星观测法检验广义相对论光线偏折效应的可能性。
关键词 相对论 掩星 木星 光线偏析
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木星磁场的形成与演变规律
17
作者 钟萃相 《科学技术创新》 2021年第9期32-35,共4页
现有的行星磁场理论认为木星具有与地磁场相似的内源磁场,木星磁场是由液态金属氢的搅动形成的。但这种假说未能解释木星磁场的许多奇异特性,特别是无法解释NASA Juno探测器发现的木星磁场随时间变化的特性。因此,关于木星磁场是内源磁... 现有的行星磁场理论认为木星具有与地磁场相似的内源磁场,木星磁场是由液态金属氢的搅动形成的。但这种假说未能解释木星磁场的许多奇异特性,特别是无法解释NASA Juno探测器发现的木星磁场随时间变化的特性。因此,关于木星磁场是内源磁场的假说难以置信。于是作者分析了木星的形成与演进过程及其内部结构与外部环境,找到了木星磁场的形成原因及其变化规律。 展开更多
关键词 木星 卫星 气旋 磁场 形成 变化
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行星低频射电爆发的空间探测进展 被引量:4
18
作者 平劲松 王明远 +3 位作者 张墨 陈林杰 董亮 武宇翔 《深空探测学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2021年第1期80-91,共12页
在低频电磁波频带,部分行星类天体不仅存在热辐射,还存在非热的爆发辐射。其中代表性的非热辐射是行星极光射电辐射爆发,包括千米波爆发、木星百米波爆发及10米波爆发。人类对太阳系的这些射电爆发已经开展了数十年的地面和空间探测,这... 在低频电磁波频带,部分行星类天体不仅存在热辐射,还存在非热的爆发辐射。其中代表性的非热辐射是行星极光射电辐射爆发,包括千米波爆发、木星百米波爆发及10米波爆发。人类对太阳系的这些射电爆发已经开展了数十年的地面和空间探测,这些探测方法可以作为遥感手段拓展用于对木星磁场及其内部构造的探测。然而,关于行星射电爆发及其变化特性和机理尚未得到完全揭示,还有许多待解之谜。太阳系外其它行星系统极可能发生类似木星的低频射电爆发。随着空间探测技术的发展,射电天文学领域在低频波段的观测能力延展覆盖到了千米、10千米波长的电磁波。未来在空间采用大型低频射电阵列有可能在揭示行星爆发机理和探测系外行星方面做出贡献。已实施的"嫦娥四号"月球探测任务携带的低频射电探测设备,作为探路者有机会在地球和木星射电爆发探测方面进行探索,获得数据并积累更多的经验。 展开更多
关键词 行星 射电爆发 极光 地球 木星
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利用人工神经网络快速计算木星系磁坐标 被引量:1
19
作者 王建昭 马继楠 +5 位作者 贾晓宇 田岱 张庆祥 李衍存 朱安文 邱家稳 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期523-530,共8页
在木星辐射带研究中,从地理坐标向磁坐标的准确转换是建模基础.以往的建模中,磁壳参数L值的计算基于磁偶极场假设,该方法精确度较差.结合最新的高精度木星磁场模型JRM09,本文提出基于磁力线追踪法的木星磁坐标计算方法,并分析其合理性... 在木星辐射带研究中,从地理坐标向磁坐标的准确转换是建模基础.以往的建模中,磁壳参数L值的计算基于磁偶极场假设,该方法精确度较差.结合最新的高精度木星磁场模型JRM09,本文提出基于磁力线追踪法的木星磁坐标计算方法,并分析其合理性和必要性.要求精确度较高时,磁力线追踪法计算耗时很长.本文在磁力线追踪法的基础上进行改进,提出基于人工神经网络的磁坐标快速计算方法.该方法包括分类器和拟合器.分类器基于Adaboost算法的BP神经网络,用于预测某地理坐标是否在内磁层,如果在内磁层,则用拟合器计算L值.拟合器采用遗传算法优化BP神经网络.结果表明,分类器的分类错误率在3%以内,而拟合器的预测误差在7%以内.以Juno号一圈探测轨道为例,利用神经网络的磁坐标计算法比磁力线追踪计算法速度快3个数量级以上.基于人工神经网络的磁坐标快速计算方法可用于未来木星辐射带的研究. 展开更多
关键词 木星 辐射带 神经网络 磁壳参数
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木星辐射环境不确定性对总剂量风险的影响 被引量:3
20
作者 王建昭 张庆祥 +1 位作者 郑玉展 田岱 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期118-126,共9页
以木星探测任务为背景,针对木星辐射带粒子能量高、通量大的强辐射特点,基于器件总剂量辐照试验数据、木星辐射带模型、太阳质子通量模型,将器件失效点剂量不确定性与辐射环境不确定性应用到总剂量设计中,可定量评估特定任务一定屏蔽下... 以木星探测任务为背景,针对木星辐射带粒子能量高、通量大的强辐射特点,基于器件总剂量辐照试验数据、木星辐射带模型、太阳质子通量模型,将器件失效点剂量不确定性与辐射环境不确定性应用到总剂量设计中,可定量评估特定任务一定屏蔽下的器件失效概率、辐射设计余量(RDM)的置信度及影响因素,可实现木星任务中器件指标、屏蔽厚度和失效概率之间的权衡和优化。首先,根据商业器件TL084辐照试验数据,发现其失效概率分布符合威布尔分布。对于10个木星半径的赤道面轨道,辐射带质子通量比太阳质子大3个数量级,随着屏蔽厚度的增加和任务期的减小,TL084器件所受剂量和失效概率减小。当屏蔽厚度为10 mm铝时,器件平均寿命小于2星期。另外,定义并考察了器件的失效速率,失效速率随屏蔽厚度的减小和在轨时间的增加而增加。对于传统的RDM为2的设计方法,1 mm铝屏蔽下对应的置信度为89%。 展开更多
关键词 木星 总剂量 不确定性
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