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空間風暴探測計劃登場

(2005年04月07日 18:42:08)
來源︰《太空探索》

□作者: 宗合

[1]

  
  ------訪雙星計劃首席科學家劉振興院士
  
  由"雙星計劃"首席科學家劉振興院士提出的"空間風暴探測計劃"(SWISE),日前被列為全球"國際與日共存"計劃第一階段核心空間項目。劉振興院士說,目前有關方面正努力推動將該計劃列入我國中長期發展規劃的第11個五年計劃中。
  中國空間探測活動的延續 在接受采訪時,劉振興院士說,預計到2008年後,目前在行星際和地球空間的探測衛星,包括中國發射的雙星都已結束壽命。我國是一個空間大國,應及時提出新的空間探測計劃,不斷推動空間物理和空間天氣預報的持續發展,也是開展國際合作和提高我國國際地位的重要需求。該計劃將推動日-地空間物理學科創新研究的迅速發展,推動空間天氣預報研究和預報水平的發展,保障航天活動的安全,提高通信效能和導航定位精度,保證國家安全面臨空間探測和空間天氣預報的重要需求。
  
  
  科學探測機理
  
  空間風暴探測計劃總的目標是探測近磁層太陽風、磁層頂邊界層區、近地磁層空間暴活動區、電離層和熱層場和粒子的時空變化;研究地球空間暴多時空尺度的驅動和觸發機制及其對太陽風擾動的響應;揭示地球空間天氣對太陽活動和行星際擾動響應的聯鎖變化物理過程;為保障航天活動、空間應用的安全提供科學數據、科學依據和對策。該計劃大大拓展了深空探測範圍,將對地球的電離層、熱層、磁層以及太陽風這四個區域進行聯合探測;分辨太陽風擾動和地震活動在地球空間產生的異常現象,正因為如此
  "空間風暴探測計劃"在國際上評價很高,並在"國際與日共存"中佔據了重要的地位。
  
  
  A階段正在緊張實施
  
  劉振興院士透露,目前第一階段工作正在實施過程中,被稱為A階段。空間風暴探測計劃A階段主要研究內容包括︰ 優化SWISE計劃科學目標和研究內容;確定有效載荷,提出有效載荷的具體指標;軌道設計和三星之間配合的軌道計劃;完成科學目標和有效載荷評審報告。
  據劉振興院士介紹,"空間風暴探測計劃"由三顆探測衛星組成,其中一顆離地球700千米左右,主要在地球電離層和熱層工作,主要是探測電離層暴和熱層暴對太陽活動和磁層擾動的響應過程,被稱為電離層和熱層衛星(SWISE-1);一顆離地球6萬千米左右,主要是探測近地磁層,被稱之為磁層衛星(SWISE-2);最遠的一顆則是在離地球15萬千米左右的地球磁層以外的太陽風區域工作,主要是探測研究近磁層太陽風變化對太陽活動的響應及其對地球空間暴的影響,被稱之為太陽風衛星(SWISE-3)。當最遠的太陽風衛星在向陽面的時候,磁層衛星則是在磁尾區活動;而電離層和熱層衛星則始終是在自己的區域里活動,這樣的配合將可以同時探測出從太陽風區、磁層區、電離層區等不同區域的事事件,從而掌握空間天氣連鎖變化的時序過程,而且,這三顆衛星將運行在同一個與地球赤道面成75度夾角的軌道面上,因此,只要技術允許,可以"一箭三星"一次性將三顆衛星送抵指定空間位置。
  
  
  計劃的創新和特色
  
   地球空間暴,包括磁層亞暴、磁暴、磁層粒子暴、電離層暴和熱層暴,是空間天氣的主要表現形式,因此,SWISE是空間天氣探測的主要組成部分,SWISE計劃與ILWS的其他計劃相配合,對實現SWISE的目標和ILWS的總體目標是相互配合和相互促進的。 23個國際空間局代表一致同意將中國SWISE項目列為ILWS第一階段
  (2007-2013)的核心項目,並建議趕在下一個太陽活動峰年,即2011年左右發射這三顆衛星。
  空間風暴計劃是根據國家的重要需求和國際上日地空間新的發展趨勢,以及雙星計劃存在的局限性提出來的,劉振興院士認為,該計劃具有以下創新性和特色︰與"雙星計劃"相比,該計劃具有四個最顯著的特點。第一,探測的空間範圍擴大,形成太陽風-磁層-電離層和熱層密切聯系的星座系統。第二,"雙星計劃"兩顆衛星的發射先後間隔約半年,此間不能實現配合觀測,而該計劃三顆衛星一步到位,可實現同步觀測。第三,探測儀器的精度和時空分辨率顯著提高。第四,擴大了國際合作規模,與ILWS的有關衛星配合,更加提高科學效益,獲取更多衛星的探測數據。
  
  劉振興院士在接受記者采訪時最後說,"空間風暴探測計劃"在國際上評價很高,並在"國際與日共存"中佔據了重要的地位,因為"空間風暴探測計劃"大大拓展了深空探測範圍,將對地球的電離層、熱層、磁層以及太陽風這四個區域進行聯合探測。
  
  圖注︰
  1. 國際與日共存計劃的交叉研究領域
  2. 風暴計劃三顆衛星軌道運行示意圖
  3. 軌道配合圖
  4. 太陽和地球的空間關系圖
  
  
  背景材料︰
   "國際與日共存"計劃(International Living With a Star簡稱ILWS)是21世紀前20年最大規模的國際合作日地空間探測計劃,目前已有美、歐、俄、日、加拿大和中國等24個國家空間局和兩個國際空間學術組織加入,該計劃旨在系統探測從太陽到地球之間的各種空間活動。此前,中國憑借"雙星計劃"在國際空間科學領域的影響而受到ILWS指導委員會主席的邀請參加"國際與日共存"計劃的合作。



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文章作者:宗合
責任編輯:skylook

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