基于金星共振借力的太阳抵近探测任务轨道设计

对于太阳抵近探测任务,从地球直接发射探测器至太阳附近需要消耗巨大能量,通过多次金星借力飞行,可有效降低地球发射能量C3及中途变轨的燃料消耗.本文研究基于金星共振借力的太阳抵近探测任务轨道优化设计,建立了连续共振借力和混合共振借力的转移轨道优化设计模型,并针对2025—2028年的发射窗口开展太阳抵近探测任务轨道优化设计.仿真结果表明,相比连续共振借力,混合共振借力可以有效缩短太阳抵近探测任务的轨道转移时间,对于地球发射能量C3和中途变轨燃料消耗的影响未见明显的规律性,能量降低与序列中的共振比相关.

太阳爆发抵近探测器的热防护设计方案研究

中国科学院云南天文台首次提出了太阳爆发过程及相应磁场结构抵近探测的科学项目,该项目将对太阳大气及发生在其中的剧烈活动进行前所未有的近距离测量。为项目研制的探测器近日区域运行时间将超过帕克太阳探测器(Parker Solar Probe,PSP)和太阳轨道探测器(Solar Orbiter),其热防护系统遇到的困难也远超后两者。首先分析了抵近探测器的轨道环境特点,提出了热防护的设计思路,然后给出了具体热防护系统设计、仿真和地面实验方案。初步研究显示,热防护系统的设计方案具有辐射散热好、耐高温、稳定可靠等优点。

一种新颖的太阳极轨和抵近探测轨道部署方案

经过几十年的发展,太阳的空间探测取得了巨大的成就。然而,极区磁场的演化和太阳子午流的反演一直受到投影效应的影响,同时太阳爆发中的电流片急需原位探测。因此,脱离黄道面的极轨探测和抵近太阳的“触摸”探测成为当前国际太阳物理领域急需发展的空间项目。鉴于极轨和抵近轨道的实施困难,低成本和高效的轨道部署方案是任务顺利执行的关键。提出一种新颖的利用特殊小行星入轨的方案。根据小行星数据库的资料,分别统计和分析了目前已发现的高倾角以及近日点靠近太阳的小行星的轨道参数,并提出了搭载小行星的方案。该方案能够大大减少卫星入轨时间并节约成本,同时还可以与小行星探测相结合。如果项目得以实施,将是人类在利用小行星方面迈出的一大步。