空间天气探测

  空间环境是指日地空间对人类活动构成影响的所有环境因素, 包括各种成份的带电粒子、中性粒子、各个波段的电磁辐射、电磁场、微流星体和空间碎片等。由于太阳风、行星际粒子和地球磁场的共同作用,其间的中性大气成分、电离成分、带电粒子、高能质子和电子等发生着极其复杂的相互作用,构成了地球空间环境多时空变化的复杂体系。空间环境中的各种效应对在轨航天器的安全运行以及航天员的身体健康构成了严重的威胁, 同时对依赖于天基手段的人类活动造成了影响, 如通信、导航定位、目标识别、气象观测以及资源勘测等。恶劣的空间天气可引起卫星运行、通信、导航及电网的崩溃,造成多方面的经济损失。因此,空间天气预报具有非常重要的意义。

  空间天气预报的水平主要取决于空间的观测能力和对空间天气变化规律认识的水平。近年来,美国宇航局(NASA)、欧洲航天局(ESA)等不断发射各种探测器深入到地球、太阳和太阳系空间,用于对空间等离子体、带电粒子以及紫外辐射等的探测,以研究空间环境的物理机制及其变化规律。

空间环境示意图

  1.紫外光子计数成像探测器

  中科院西安光机所是国内较早开展紫外光子计数成像探测研究的单位,在国家自然科学基金、“863”等项目的支持下,对探测器的模型理论、位置灵敏阳极的理论设计、位置灵敏阳极的制作工艺、探测器真空封装工艺、直接电荷收集和感应电荷收集等关键技术进行攻关,已成功并正在研制多种类型和规格的光子计数成像探测器,如楔条形阳极、Vernier阳极 、delayline阳极等。所研制探测器的探测目标覆盖了极紫外、远紫外和近紫外波段。

  2.离子/电子成像探测器

  离子/电子成像探测器主要用于对空间各种微弱(超微弱)低能带电粒子的探测,探测能量范围主要为0.1--30KeV。中科院西安光机所在像增强器和ICCD研制上积累了多年的研究经验,该类探测器通过光电转换将探测目标的粒子分布情况转化为可见光图像,以便后续的数据处理和分析。该类探测器可用于离子/带电粒子束流分布和束流密度的测量,同时,通过和飞行时间方法相结合,还可用于不同能量带电粒子的探测和测量。

附件下载: