ASTRODⅠ加速度噪声与无拖曳系统要求

激光天文动力学空间计划概念是一个多目标的空间实验,使用在太阳轨道上无拖曳航天器和地日间L1(L2)点附近无拖曳航天器/地球卫星/地面站,以激光干涉测距的方法相互测距,精确地探讨天文动力学,检测相对论与时空基本定律,改进探测引力波的灵敏度以及更准确地测定太阳、行星和小行星的参数;其精确度将比现在提高3到5个数量级。一个简单的方案是使用一个航天器和地面站相互激光测距,是激光天文动力学空间计划的第一步,称为单航天器激光天文动力学空间计划ASTROD Ⅰ,可改进相对论检测3个数量级与太阳系参数1-3个数量级。我们要求ASTROD Ⅰ加速度计的加速度噪声在0.1mHz时小于10^(-13)ms^(-2)Hz^(-1/2)。要设计ASTROD Ⅰ的有效载核和航天器,对干扰和噪声要求的研究是不可避免的。在此论文中,我们估计可能的加速度干扰和讨论对ASTROD Ⅰ无拖曳航天系统的要求。我们的讨论包括保证质量的磁化率可接受的大小、保证质量和航天器温度控制的可接受的大小、保证质量和航天器耦合可接受的大小、对加速度计读出灵敏度和航天器控制环增益的要求等。和LISA(欧美的引力波空间任务,计划于2014年发射)相比,ASTROD Ⅰ的要求可以相对的宽松。这将使ASTROD Ⅰ为了满足无拖曳航天的要求所需的技术开发较易进行。

纳米磁性颗粒小点阵体系的动力学响应

通过数值解Landau Lifshitz Gilbert(LLG)方程,来研究一个具有垂直各向异性的N×N平方点阵结构的单畴铁磁颗粒体系的动力学响应.由于磁性颗粒间的偶极相互作用,我们发现存在三种不同的典型磁矩构形分布.这些构形由磁晶各向异性和磁偶相互作用之间的竞争所决定.磁性粒子的点阵几何构形是影响磁矩翻转的重要因素,偶极相互作用的增强,引起不同位置的颗粒磁矩发生先后顺序的翻转.当初态所有颗粒磁矩都平行于+z方向,且颗粒间的偶极相互作用不足以使磁矩发生耦合翻转,反转某个磁矩所需的最小翻转场将比反转单个(即无偶极相互作用)磁矩时所需的最小翻转场小得多.该种效应随着颗粒间距的增加,将明显地减弱,最小翻转场很快地增加且趋于反转单个磁矩时所需的最小翻转场.当所有颗粒磁矩处于各种不同初态时,弱偶极相互作用加宽了翻转场的取值范围.

ASTRODⅠ的轨道设计与模拟

单航天器激光天文动力学空间计划ASTROD Ⅰ,发射绕太阳的无拖曳航天器,与地面站间进行激光测距,以达到精确探讨天文动力学,检测相对论与时空基本定律,改进探测引力波的灵敏度,以及更准确地测定太阳、行星和小行星参数的科学目标。本文阐述ASTROD Ⅰ的轨道设计与轨道模拟的方法和结果。ASTROD Ⅰ航天器将由绕地低轨道直接进入绕行太阳的轨道,于发射后370天抵达太阳对面。其间经由金星两次引力助推,以节省燃料和降低发射费用。采用简单的测距及测地线轨道噪声做了500次轨道模拟,并进行了参数拟合,给出了此计划概念对于确定参数所能达到的精度。对于PPN参数γ、β,精度可以到10^(-7)量级,其它如太阳四极矩、太阳和小行星的质量等参数,也将有较好的精度。

Q&A真空双折射实验原型磁体的设计与制作

本文主要介绍用于Q＆A真空双折射实验的600mm长原型转动永久磁体的设计与制作。该永久磁体采用高性能材料,运用聚磁技术等手段,有效提高了磁场强度,最终在2 7cm气隙中,磁场达到2 3T。磁体端部的磁屏与端轴融合,有效屏蔽了漏磁,减轻了磁体重量,并通过了620rpm的转动测试。该磁体设计制造的成功为最终长度为5m磁体的制造奠定了基础。

单航天器激光天文动力学计划的科学目标与基本方案

单航天器激光天文动力学空间计划(ASTROD Ⅰ)是激光天文动力学空间计划(ASTROD:Astrodynamical Space Test of Relativity using Optical Devices)的第一步。ASTROD Ⅰ空间计划概念是使用在太阳轨道上的一个无拖曳航天器和地面站以双向激光干涉跟踪和脉冲计时测距的方法,精确地探讨天文动力学,检测相对论与时空基本定律,改进探测引力波的灵敏度以及更准确地测定太阳、行星和小行星的参数。ASTROD Ⅰ在天文动力学方面,和检测相对论与时空基本定律方面,精确度将比现在提高3个数量级;在测定太阳、行星和小行星参数方面,精确度将比现在提高1-3个数量级。ASTROD Ⅰ对引力波的探测灵敏度,可以比现在的射电波追踪航天器的引力波探测灵敏度稍作提高。航天器可由长征四号乙(CZ-4B)运载火箭发射,从低绕地转移轨道直接进入绕日轨道,经由金星引力助推两次,于发射后三百多天抵达太阳对面从事相对论Shapiro效应测量。乐观的发射日期可在2012年、2013年或2015年。单航天器激光天文动力学空间计划的推动,可以对重要关键技术如无拖曳航天、弱光锁相、空间光通讯等的发展起到带头作用。本计划的第一阶段预研究,主要由中国和欧洲的德国、英国和法国科学家合作进行。本文综述ASTROD Ⅰ的科学目标和基本方案,作为第一阶段预研究分项讨论的基础。

成像硬X射线望远镜在美国和欧洲的发展(英文)

硬X射线能带 (2 0KeV～ 1MeV)是我们了解天体物理中高能辐射过程的一个好窗口。成像硬X射线望远镜可以提供更好的分辨率和灵敏度来研究硬X射线天体物理学。本文介绍了成像硬X射线望远镜在美国和欧洲的发展 ,这包括 :1 )EXITE2 ,由美国哈佛———史密松林天体物理中心设计和运行的一个光电开关成像硬X射线望远镜 ;2 )EXIST ,一个成像硬X射线全天巡天望远镜 ,将于 2 0 1 0年由ULDB (EXIST -LINE)或国际空间站 (EXIST -ISS)承载 ;3)HERO ,由NASA/MSFC建造的一个新的硬X射线光学仪器。