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2019年  第39卷  第2期

前沿动态
HST发现快速蒸发的系外行星
王海名
2019, 39(2): 137-137.
摘要:
NASA观测到通过吸收伴星物质快速增长的白矮星
王海名
2019, 39(2): 137-137.
摘要:
PSP打破距离太阳最近记录
王海名
2019, 39(2): 138-138.
摘要:
嫦娥四号月球探测器获得世界首张近距离月背影像
2019, 39(2): 139-139.
摘要:
Voyager 2进入星际空间
范唯唯
2019, 39(2): 139-139.
摘要:
土星环正在快速消失
王海名
2019, 39(2): 139-139.
摘要:
俄罗斯实现世界首次空间3D打印生物活体组织
范唯唯
2019, 39(2): 140-140.
摘要:
俄罗斯为探月航天员开发抗辐射饮食
范唯唯
2019, 39(2): 140-140.
摘要:
印度发布近地轨道微重力实验机会公告
王海名
2019, 39(2): 140-140.
摘要:
发展战略
NASA披露“门户”空间站研究进展
韩淋
2019, 39(2): 141-141.
摘要:
美国更新未来30年新兴科技趋势报告太空科技入选10大核心趋势
李明, 宋婷婷, 范全林
2019, 39(2): 142-142.
摘要:
研究论文
2008年4月24日行星际激波事件相关联的超热电子90°掷角的增强
孔凡婧, 秦刚
2019, 39(2): 143-148. doi: 10.11728/cjss2019.02.143
摘要:
利用测试粒子数值模拟的方法研究了与STEREO-A卫星观测到的2008年4月24日行星际激波事件相关联的超热电子90°投掷角的增强.根据激波到达前给定时刻超热电子的观测分布,拟合得到不同投掷角的初始分布函数;在给定的激波参数下,采用时间向后的方法计算特定能道上激波下游超热电子的投掷角分布.由于超热电子具有较高的共振频率,模拟采用的磁场湍流谱包含了低能电子发生共振的耗散区.对以215.76,151.67,106.63,eV为中心的三个能道进行了模拟.结果表明,不同能道上超热电子在激波下游的投掷角分布均在90°投掷角附近出现峰值,呈现出明显的90°投掷角增强,这与观测结果符合得很好.可以认为在激波对电子的加速过程中,电子与湍流耗散区的共振对90°投掷角的增强具有重要作用.
高速太阳风条件下日侧磁层顶磁通量传输事件的全球磁流体力学模拟结果
陈琛, 黄朝晖, 孙天然, 唐斌斌, 王赤
2019, 39(2): 149-157. doi: 10.11728/cjss2019.02.149
摘要:
利用全球磁流体力学模拟,研究了高速太阳风条件下日侧磁层顶的磁通量传输事件(FTE)发生率的空间分布.从模拟结果中得到了FTE信号,并且这些FTE信号的特征与观测结果基本一致.磁层顶上的10个取样点共观测到39个FTE信号.统计分析表明,越靠近翼侧则观测到的FTE信号越少.这一现象可能是磁鞘中太阳风速度分布差异导致的.
北驼峰区电离层GPS卫星闪烁事件时空特征及对通信的影响
黄林峰, 田鹏举, 赵凯, 刘芸, 杨娟, 刘伟峰
2019, 39(2): 158-166. doi: 10.11728/cjss2019.02.158
摘要:
基于子午工程北大深圳站(22.59°N,113.97°E)电离层GPS双频接收机在2011年1月1日至2017年12月31日连续7年的长时间序列闪烁和TEC观测数据,分析不同太阳活条件下华南赤道异常北驼峰区观测到的GPS卫星L波段电离层闪烁事件时空分布特征及其对通信的影响.结果表明:GPS闪烁事件几乎都发生在夜间,且主要发生在春秋分月份;在不同太阳活动条件下,夜间GPS闪烁事件都主要发生在北驼峰区域靠近磁赤道的一侧,且GPS闪烁事件存在明显的东-西侧天区不对称性,即在台站西侧天区发生的闪烁事件明显偏多;在不同太阳活动条件下,弱闪烁事件伴随的TEC耗尽和卫星失锁事件比例相对较低,强闪烁事件则大部分都伴随着TEC耗尽和卫星失锁事件的发生.
敏捷数字电离层测高仪系统研制及初步观测
蓝加平, 宁百齐, 朱正平, 胡连欢, 孙文杰, 李国主
2019, 39(2): 167-177. doi: 10.11728/cjss2019.02.167
摘要:
在小型天线和低发射功率条件下,保证电离层测高仪观测数据质量和提高观测速度一直是电离层垂测的技术难点.针对这一问题,基于新近发展的高速数字芯片和射频器件,采用窄带跟踪滤波、脉冲压缩、编码复用和天线均衡匹配等技术,设计和研制一种敏捷数字电离层测高仪.该系统采用数米高的小型收发天线和便携式主机系统,配置任意频率扫描方式频高图、高分辨率多普勒频高图和斜向探测等多种工作模式,具有可流动观测布站、系统参数灵活捷变及适合快速电离层扰动探测等能力.敏捷数字电离层测高仪为组网观测获得大范围电离层时空变化和电离层快速扰动及传播提供了一种有效的探测手段.
黄河站和Tromso站亚暴期间热层风场观测结果
吴鹏举, 张燕革, 艾勇
2019, 39(2): 178-185. doi: 10.11728/cjss2019.02.178
摘要:
中高层大气风场探测对研究大气物理过程具有极为重要的意义,尤其是在极地地区,风场对大气结构的影响更为剧烈.针对亚暴期间中国北极黄河站和日本Tromso站上空OI557.7nm气辉层(低热层)中性风场,利用全天空法布里-珀罗干涉仪(all-sky Fabry-Perot Interferometer,all-sky FPI)探测气辉谱线的多普勒频移,反演气辉层的大气风场信息.结果表明,低热层风场平均水平在100m·s-1左右,热层风场在极地地区更为剧烈,纬度相对较低的Tromso站探测到的风速整体小于同期黄河站上空的风速.结合离子风数据,分析离子拖拽和焦耳加热对中性风的影响过程,发现极光亚暴不仅对低热层风场有增强作用,也有明显的抑制效果,但整体风向都垂直于极光弧变化.
瑞利激光雷达反演中层大气温度算法
刘星, 杨国韬, 王继红, 杜丽芳, 焦菁, 王泽龙, 荀宇畅
2019, 39(2): 186-190. doi: 10.11728/cjss2019.02.186
摘要:
瑞利激光雷达是探测中层大气温度的重要设备,具有高时空分辨率且不存在探测盲区的优点.为充分利用激光雷达探测到的原始数据,改进了传统的Chanin-Haunchecorne方法,采用由均匀搜索生成温度初值的方式反演大气温度.位于北京延庆(40.3°N,116.2°E)的瑞利激光雷达具有589nm和532nm两个通道,将589nm通道用于计算,532nm通道作为参考.在150~250K区间等间隔选取多个温度初值,利用589nm通道反演60~70km高度范围内的大气温度廓线和大气密度廓线,利用参考密度廓线选取准确的温度初值,反演得到准确的大气温度廓线.将589nm通道和532nm通道反演的温度廓线相比较,发现二者具有较高的一致性.改进后的方法有效利用了信噪比较差的光信号,使589nm通道的温度探测上限从60km提高到70km.
激光雷达观测的武汉上空对流边界层高度与夹卷层厚度
王鹏辉, 易帆
2019, 39(2): 191-199. doi: 10.11728/cjss2019.02.191
摘要:
基于地基偏振激光雷达2011年1月至2017年12月对武汉中心城区的观测资料,研究了超大城市对流边界层高度与夹卷层厚度的变化特征.采用Fernald方法进行数据反演获得了1min时间分辨率、30m空间分辨率的后散比剖面,通过方差法确定了对流边界层高度和夹卷层厚度.结果表明,武汉上空对流边界层高度和夹卷层厚度具有明显的季节变化特征.对流边界层顶的均值最大处在春季为1.14km,夏季为1.25km,秋季为1.06km,冬季为0.74km;夹卷层厚度均值最大处在春季为0.40km,夏季为0.51km,秋季为0.34km,冬季为0.26km.这些特征与武汉地区地表温度的周年变化特征具有很强的相关性.
艇载声波测量临近空间风场可行性分析
郭岗岗, 涂翠, 胡雄, 吴小成, 韦峰, 宋亮
2019, 39(2): 200-204. doi: 10.11728/cjss2019.02.200
摘要:
提出一种临近空间艇载原位测量大气风场的新方法,该方法利用声波传播时延差测量临近空间大气风场.介绍了该方法的原理,分析了测风误差来源和测风精度.通过分析声波在临近空间高度的衰减,对信号载波频率和传播距离进行了选择,并对不同信噪比条件下声波时延估计精度进行了仿真分析.结果表明:在临近空间20~50km高度,传播距离为2~5m,距离测量精度为1mm,平台测速精度为0.1m·s-1,信噪比优于-2dB条件下,时延估计精度优于1μs,利用该方法测风精度能达到0.2m·s-1的较高水平.
液滴在圆内角处的毛细界面行为
韩志一, 段俐
2019, 39(2): 205-213. doi: 10.11728/cjss2019.02.205
摘要:
容器内角广泛应用于空间流体管理,研究微重力环境下容器内角处液体界面行为对空间流体管理具有重要意义.由于设计和制造等原因,理想的尖内角结构无法实现,而是带有一定圆角过渡的内角.本文对液滴在圆角过渡内角处的毛细界面行为进行了理论分析和数值模拟,并与理想尖内角处的液滴毛细界面行为进行对比,得到定性和定量的新规律.与理想尖内角不同的是,液滴的毛细界面行为不仅与接触角和内角的角度有关,还与圆内角的圆角半径和液滴体积有关.
多谱段全日面极紫外成像仪
彭吉龙, 冯桃君, 石恩涛, 李林, 于钱, 张凯, 聂翔宇, 马子良
2019, 39(2): 214-221. doi: 10.11728/cjss2019.02.214
摘要:
在极紫外波段对太阳进行成像观测是研究太阳活动、日冕中等离子体物理特性的重要手段.传统极紫外成像仪或光谱仪无法同时实现高光谱分辨率和大视场的太阳成像.本文设计了一种新型太阳极紫外多谱段成像系统,采用无狭缝光栅分光方式实现了高光谱分辨率和空间分辨率的全日面成像,成像视场可达47',光谱分辨率每像素2×10-3 nm,空间分辨率每像素1.4',全日面时间分辨率优于60s.通过分析谱线的全日面成像图和系统响应,表明成像仪能大范围的观测太阳活动形态演化,为太阳物理研究和空间天气预报提供更完整的观测数据.
星形张拉整体可展结构分析
罗阿妮, 刘贺平
2019, 39(2): 222-227. doi: 10.11728/cjss2019.02.222
摘要:
提出了一种星形张拉整体可展结构.该结构基于张拉整体单元转化的星形张拉整体结构构建,具有中心单一构件驱动即可实现结构折展的特点.针对星形张拉整体可展结构的工作原理、驱动原理、中心构件长度对结构参数和力学参数的影响等,通过理论分析和仿真研究,对其折展可行性进行了分析验证.
面向小型自主航天器的锥-杆式对接机构锥面构型设计
韩伟, 姜志杰, 黄奕勇, 陈小前
2019, 39(2): 228-232. doi: 10.11728/cjss2019.02.228
摘要:
对接锥是对接机构的重要组成部分,在碰撞过程中首先与主动对接机构相接触.比较小的锥角会造成系统在碰撞过程中发生剧烈振动,而比较大的锥角又会使系统的接触碰撞力增大,甚至造成对接失败.本文针对面向在轨服务的小型航天器上使用的锥——杆式对接机构,提出了新的对接锥型面设计目标;利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,仿真分析了对接机构碰撞后的运动学特性;通过研究对接锥的型面设计方法,得到了新型对接锥型面.研究结果表明,新型对接机构的整体性能满足设计目标要求.
空间流体回路单点恒温控制方案
张涵泽, 郑桐, 张汉勋, 陈博
2019, 39(2): 233-241. doi: 10.11728/cjss2019.02.233
摘要:
空间流体回路的载荷支路来流温度在一定范围内随机变化,需采取有效热控措施消除来流温度变化对回路单点位置处恒温工作载荷的热影响.传统电加热方式需要额外能耗并且会产生废热,本文提出一个PID控制下的冷热回路交混控温方案,在充分利用工质吸收的废热、提高机柜内能源利用率的同时,实现对恒温设备冷板入口温度的精确控制,以满足冷板上载荷的恒温工作需求;设计流体回路组成与控制方案,并通过仿真分析对方案进行了验证.结果表明,该流体回路系统可以满足对来流温度的高精度控制要求,且相比于PID控制算法,模糊PID的控制效果更好,具有响应快、超调量小、控制精度高等特点,应优先选择模糊PID作为控制算法.
A Cosmic Microscope to Probe the Universe from Present to Cosmic Dawn:Dual-element Low-frequency Space VLBI Observatory
AN Tao, JAISWAL Sumit, MOHAN Prashanth, ZHAO Zhen, LAO Baoqiang
2019, 39(2): 242-249. doi: 10.11728/cjss2019.02.242
摘要:
A space-based Very Long Baseline Interferometry (VLBI) program, named as the Cosmic Microscope, is proposed to involve dual VLBI telescopes in the space working together with giant ground-based telescopes (e.g., Square Kilometre Array, FAST, Arecibo) to image the low radio frequency Universe with the purpose of unraveling the compact structure of cosmic constituents including supermassive black holes and binaries, pulsars, astronomical masers and the underlying source, and exoplanets amongst others. The operational frequency bands are 30, 74, 330 and 1670 MHz, supporting broad science areas. The mission plans to launch two 30-m-diameter radio telescopes into 2 000 km×90 000 km elliptical orbits. The two telescopes can work in flexibly diverse modes. (i) Space-ground VLBI. The maximum space-ground baseline length is about 100 000 km; it provides a high-dynamic-range imaging capacity with unprecedented high resolutions at low frequencies (0.3 mas at 1.67 GHz and 20 mas at 30 MHz) enabling studies of exoplanets and supermassive black hole binaries (which emit nanoHz gravitational waves). (ii) Space-space single-baseline VLBI. This unique baseline enables the detection of flaring hydroxyl masers, and more precise position measurement of pulsars and radio transients at mas level. (iii) Single dish mode, where each telescope can be used to monitor transient bursts and rapidly trigger follow-up VLBI observations. The large space telescope will also contribute in measuring and constraining the total angular power spectrum from the Epoch of Reionization. In short, the Cosmic Microscope offers astronomers the opportunity to conduct novel, frontier science.
System Design for the Event Horizon Imaging Experiment Using the PECMEO Concept
KUDRIASHOV Volodymyr, MARTIN-NEIRA Manuel, BARAT Itziar, MARTIN IGLESIAS Pertonilo, DAGANZO-EUSEBIO Elena, ALAGHA Nader, VALENTA Vaclav
2019, 39(2): 250-266. doi: 10.11728/cjss2019.02.250
摘要:
The concept for space interferometry from Polar or Equatorial Circular Medium Earth Orbits (the PECMEO concept) is a promising way to acquire the image of the “shadow” of the event horizon of Sagittarius A* with an angular resolution of circa 5 microarcseconds. The concept is intended to decrease the size of the main reflector of the instrument to about 3 m using a precise orbit reconstruction based on Global Navigation Satellite System (GNSS) navigation, inter-satellite range and range-rate measurements, and data from the Attitude and Orbit Determination System (AODS). The paper provides the current progress on the definition of the subsystems required for the concept on the basis of simulations, radio regulations, and available technology. The paper proposes the requirement for the localization of the phase centre of the main reflector. The paper provides information about the visibility of GNSS satellites and the needed accuracies of the AODS. The paper proposes the frequency plan for the instrument and its Inter-Satellite Links (ISLs). The concepts for measurement of range and range rate using ISLs (as well as for the data exchange at these ISLs) are presented. The block diagram of the interferometer is described and its sensitivity is estimated. The link budget for both ISLs is given as well as their critical components. The calculated measurement quality factors are given. The paper shows the expected performance of the sub-systems of the interferometer. The requirements for the localization of the main reflectors and the information about the availability of the GNSS satellites are based on the simulations results. The frequency plan is obtained according to the PECMEO concept and taking into account the radio regulations. The existing technology defines the accuracies of the AODS as well as the link budgets and the measurement accuracies for both ISLs and the sensitivity of the instrument. The paper provides input information for the development of the orbit reconstruction filter and the whole PECMEO system.
科学家访谈
中国首次低频电磁波探测实验——访龙江号月球轨道超长波天文观测任务团队
阎敬业, 李橙媛
2019, 39(2): 267-267.
摘要:
研究机构
中国科学院太空应用重点实验室
2019, 39(2): 268-268.
摘要: