帕克太阳探测器热防护系统研究及启示

帕克太阳探测器(Parker Solar Probe,PSP)是以现代太阳风和磁重联理论的奠基人——尤金·纽曼·帕克(Eugene Newman Parker)命名的航天器,将穿过太阳的日冕层,探测人类从未探测过的区域,对日冕和太阳风的起源和动力学特征进行直接探测,有望破解日冕高温和太阳风加速度奇高这两大谜团,其热防护系统遇到的困难和挑战远超目前所有航天器。首先介绍了探测太阳的意义和帕克太阳探测器的科学目标,然后简述了帕克太阳探测器轨道和轨道热环境并指出热防护的难点。分析了帕克太阳探测器热防护系统的结构,然后详细阐述了热防护系统的热盾及迎日涂层、太阳能电池板及冷却系统设计,最后总结了帕克太阳探测器热防护系统对我国抵近太阳探测器热防护系统设计的启示。

“帕克太阳探测器”将首次飞入日冕观测太阳

2018年8月12日,美国国家航空航天局(NASA)用德尔他-4H(Delta-4H)运载火箭从卡纳维拉尔角空军基地成功发射了“帕克太阳探测器”(Parker Solar Probe)。该探测器是首个飞进太阳日冕进行探测的航天器,其科学目的是研究日冕和太阳风,并对可能影响人类日常生活的空间天气进行预警。早在1958年,美国国家科学院的辛普森委员会(Simpson Committee)就提出一项旨在探测近太阳粒子和场环境的任务。到了21世纪90年代,NASA规划了“外行星/太阳探测器”(OPSP)计划,该计划最初包括3项任务,即“太阳探测器”(Solar Probe)、“冥王星柯伊伯快车”(Pluto Kuiper Express)和“木卫二轨道器”(Europa Orbiter)。

英阿斯特里姆有限公司将造欧洲太阳探测器

英国阿斯特里姆有限公司将按4月26日同欧空局签订的合同建造欧洲“太阳轨道器”科学卫星，合同额3亿欧元（约4亿美元）。卫星重1800千克，定于2017年采用由美航宇局提供的宇宙神5或德尔它4火箭发射。

美将发射太阳探测器

400多年以来,天文学家一直都是从远处对太阳进行研究。而如今,美国航空航天局（NASA）已决定派探测器到离太阳很近的地方去进行观测。该探测器称为＂太阳探测器＋＂,最早可在2015年发射,是一颗耐高温的探测器,可深入到太阳的大气层内,采集太阳风和太阳磁的第一手样品。

能“触及太阳”的“帕克太阳探测器”升空

8月12日,美国成功发射了举世瞩目的“帕克太阳探测器”。该太阳探测器的最大亮点是能“触及太阳”,让人类能够以最近的距离观察太阳。它将在严酷的高温和辐射条件首次穿过太阳大气层日冕,首次对太阳进行全方位探测,嗅到、尝到太阳的味道,所获数据有望“完全颠覆”以往对太阳的认知。由此,将掀起探测太阳的新高潮。

欧空局成功排除太阳探测器进动故障

欧空局(ESA)最近成功地结束了尤利塞斯太阳探测器的进动,采用姿态控制窍门消除了故障。今后若再出现类似的故障,ESA可根据这一经验使其恢复正常。预计今后的观测活动不会再发生此类现象。进动是在1990年11月4日尤利塞斯探测器伸展轴向天线波瓣2小时后发生的。该探测器是一颗5.19转/分的自旋卫星,它在伸展状态时,X波段高增益天线指向地球,其包括一对向半径方向延伸的偶极天线波瓣(长72.5米)和一根轴向天线波瓣(长7.5米)。

美宇航局计划2018年发射太阳探测器

美国宇航局计划发射太阳探测器,以前所未有的近距离观测这颗恒星。在拥有足够资金支持的前提下,太阳探测器发射时间定于2018年。这个计划面临的挑战是如何确保探测器在被高温烧毁前发回有价值的资料。

太阳探测器

美国宇航局计划在2018年使用德尔塔-4型运载火箭再发射一艘太阳探测器，计划借力金星抵达绕日轨道，在美国宇航局的一份对外新闻稿中提到，这艘探测器将使用卡纳维拉尔角发射场，合同价值达到3．9亿美元。

能“触及太阳”的“帕克太阳探测器”升空

在经历了因火箭异常而推迟1天发射之后,2018年8月12日北京时间下午03：31,美国终于从卡纳维拉尔角空军基地第37号航天发射台用德尔他四号重型运载火箭成功发射了举世瞩目的＂帕克太阳探测器＂（Parker Solar Probe）。该太阳探测器的最大亮点是能＂触及太阳＂,让人类能够以最近的距离观察太阳。

NASA为太阳探测器命名

近日，NASA宣布用著名科学家芝加哥大学荣誉教授尤金-帕克的名字来为其“太阳探测器＋”任务命名，即“帕克太阳探测器”。即将迎来90岁生目的帕克1958年预测到了太阳风的存在。NASA以往的“哈勃”空间望远镜等天文卫星都是用已过世科学家的名字来命名，用尚在世学者的名字来命名这还是第一次。

俄罗斯一月底将发射太阳探测器

俄罗斯联邦航天局宣布．将在2009年1月29日发射一颗科学卫星．用来研究日地间相互作用。这颗名为“日冕-光子”（Coronas—Photon）的卫星．主要用于研究太阳和全球变暖进程．星上80％的元器件为俄罗斯生产．20％来自印度和乌克兰等国家。

NASA寻回失联两年的太阳探测器

8月21日黄昏时分，美国深空测控网终于捕获了失联两年之久的“日地关系观测台B星“信号。2014年10月，地面人员为了测试探测器的”指令丢失计时器”，连续三天不向它发送指令，然后重启了星上计算机。探测器发出一个微弱信号之后就杳无音信。

首个太阳探测器即将升空

美国国家航空航天局正在为＂帕克太阳探测器＂做最后的修正准备,7月它将升空直接穿过太阳大气层——日冕,因而将比以往任何一个航天器都更靠近太阳。它将在距离太阳表面590万千米的轨道上,每88天绕太阳一圈,成为世界上速度最快的人造物体。它的最终任务是要追寻并研究太阳风。

澳科一号卫星太阳X射线探测器探测效率标定研究

太阳X射线探测器(Solar X-ray Detector,SXD)是“澳科一号”卫星B星(Macao Science Satellite-1B,MSS-1B)的主要载荷,包括软X射线探测单元(Soft X-ray Detection Unit,SXDU)和硬X射线探测单元(Hard X-ray Detection Unit,HXDU)两部分,采用硅漂移探测器(Silicon Drift Detector,SDD)和碲锌镉探测器(Cadmium Zinc Telluride,CZT)双通道设计。太阳X射线探测器通过同时观测太阳精确的能量谱和强度信息,量化太阳耀斑的水平并研究其演化过程和机理等科学问题。为了实现从观测数据到真实太阳X射线数据的反演,需要对SDD和CZT的探测效率进行标定。利用蒙特卡罗程序MCNP5对SDD和CZT探测效率进行了模拟计算,并在单能X射线地面标定装置上开展了软、硬X射线探测效率标定实验。结果表明:SDD和CZT探测效率的实验结果与模拟预期结果吻合较好,其中,SDD-1的实验效率和模拟效率的最大相对误差不超过3.59%@16 keV,CZT-1的实验效率和模拟效率的最大相对误差不超过9.54%@120 keV。单能X射线流强测量的相对扩展不确定度为3.8%(k=2),太阳X射线探测器探测效率模拟结果的不确定度为0.12%。这项研究为“澳科一号”卫星的太阳X射线探测器提供了数据支撑,并对后续其他天文卫星的同类探测器标定提供指导和参考。

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。

空间太阳探测技术的发展现状与展望

在简要分析国内外空间太阳探测技术发展态势的基础上,剖析中国在该领域面临的挑战,着重论述首颗空间太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”的科学与技术意义。结合中国在该领域的发展需求,重点阐述中国近年提出的空间太阳立体探测计划,并针对计划任务特点指出卫星平台和科学载荷需要重点突破的关键技术,提出中国空间太阳探测技术未来发展的建议。

液晶调制技术在太阳磁场探测中的应用及展望

快速偏振调制和超窄带滤光是太阳光学望远镜实现磁场探测的最核心技术途径,而液晶调制是目前唯一可同时满足偏振测量和窄带调谐滤光的电光调制技术。而且,液晶调制器具有口径大、光谱范围宽、调制速度快、无旋转机构以及相位延迟连续可调的优势,使其成为下一代太阳望远镜磁场探测技术的最佳选择。文章简要介绍液晶科学的发展历史及液晶调制器的基本工作原理,详述液晶调制技术在太阳磁场探测中的应用现状和研究进展,探讨液晶调制技术面临的挑战以及未来发展方向。基于我国太阳磁场望远镜的研究和发展态势,相信液晶调制技术将在我国未来空基、地基太阳磁场探测中发挥至关重要的作用。

太阳空间探测进展与展望

为了探索太阳空间探测活动的发展方向,在广泛调研太阳空间探测任务的基础上,综合考虑任务实施年代、轨道设计、探测要素、技术特点和成果影响力,选取了10个典型空间太阳探测器,对其科学目标、有效载荷、卫星平台特性和科学发现进行了分析,提炼总结了太阳空间探测的进展和发展趋势。总体而言,太阳探测器运行轨道逐步多样化,有效载荷探测要素更加丰富,探测精度、时空分辨率等显著提升,但仍存在大量问题待解决。在分析现阶段成果和待解决问题的基础上,提出了太阳空间探测的发展展望,指出了全方位、多要素探测是破解太阳物理和空间天气预报发展瓶颈的可行途径。