中國空間太陽望遠鏡

中國空間太陽望遠鏡

空間太陽望遠鏡是一顆天文衛星,總重2噸,太陽同步圓形極軌,軌高709公里,三軸穩定,平均功率1200W,數據下傳率60Mb/s,大小為5´2´2米3,本項目目前處於解決關鍵技術和系統集成演示階段。在2001年前解決8個方面有關的30多項關鍵技術,並將組成系統和演示,在此基礎上,全面進行環境實驗。爭取2年左右完成正樣研製,期望於2018-2019年發射,運行壽命3年。

基本介紹

  • 中文名:中國空間太陽望遠鏡
  • 平均功率:1200W
  • 數據下傳率:60Mb/s
  • 軌高:709公里
望遠鏡介紹,衛星系統,有效載荷,項目簡介,世界望遠鏡,研究及影響,背景連結,項目進展,

望遠鏡介紹

太空無與倫比的優勢和航天高技術的極大發展使天文學進入了空間天文的時代。抓住歷史機遇,充分利用我國航天技術的有利條件,充分發揮我國在太陽磁場和速度場研究及設備研製中的創造性和領先地位,研製主鏡一米,達到衍射極限0.1²-0.15²的成像系統,結合我國發明的二維同時光譜儀,並配以0.5²的高解析度軟X射線望遠鏡以及寬頻頻譜儀等,在廣泛的光譜範圍和連續的時間演化上,以高空間解析度為主要特色,以磁元探測為突破點,開展太陽瞬變和穩定態磁流體動力學的觀測和研究,實現空間探測和太陽物理研究的重大突破,使我國的空間太陽探測方面達到世界領先水平;在衛星環境擾動源和日地關係研究方面取得重要進展,為空間天氣預報提供強有力手段;並為發展部分航天高技術(高解析度成像系統、高精度姿態系統、相關跟蹤器、星敏感器、大容量存儲器等)做出重大貢獻。

衛星系統

重量:2.0 T,有效載荷 ~1.2 T。
有效功耗:1200瓦
數據量(每天)35GB/day(未壓縮)
若用30Mb/秒速率轉送每天約需50分接收
通訊:遙測遙控S波段2200MHZ,4Kb/秒,
科學數據傳輸X波段,8200MHZ,60Mb/S
對日定向,三軸穩定,衛星指向精度:±5²(太陽平面上),±40²(黃極),
穩定性3″/秒,
軌道高:709KM,太陽同步圓形極軌,總是指向太陽,24小時連續工作
體積:5.0M(長)´2M(寬)´2M(高)
火箭:長征4號B(CZ-4B)
壽命:3年
2018-2019年左右發射

有效載荷

①主光學望遠鏡(MOT)
*.主望遠鏡口徑:100cm 在l4000 衍射極限解析度:0.1&sup2,其他0.15²左右,焦比 3.5:1,視場2.8¢´1.5&cent,工作波長 3900-6600 反折射系統;等值焦距 38.5 M
* 濾光器 8通道,可調波長系統,
工作波長,3900-6600 ; 光譜解析度 0.075(l5324)
濾光器工作環境 20±2°C; 體積 80(長)´80(寬)´25(高)cm3
* CCD: 2048´1024象元,14m/象元8個
空間解析度 0.075²/pix和0.05²/pix兩種
* 望遠鏡應具有在±5²衛星指向誤差的情況下,內部指向精度達到±0.02²的裝置(相關跟蹤系統)
②軟X射線望遠鏡組:由4個口徑12cm的望遠鏡組成。
③光學日冕儀(SOC):口徑為5cm,Lyot日冕儀,2048´2048 CCD,4²/象元。
④寬頻頻譜儀(WBS)
由三個譜帶組成:
A.軟X射線帶,2-30kev,64通道,每秒一次;
B.硬X射線帶,15-450kev,64通道,一秒一次,
C.g射線帶,0.3-14Mev,128通道,4秒一次。
⑤Ha和白光全日面望遠鏡(HAT)
12cm物鏡的卡塞格林系統,其後光束分為兩路,一路採用0.5 頻寬Ha濾光器,形成全日面色球像;另一路成白光太陽像,同時分別用2048´2048 CCD接受。
1²/象元。
⑥太陽和行星際頻譜儀
由1米長日極天線組成,頻率範圍是100KHz-60Mhz,測量園偏振度和流量

項目簡介

中國第一台空間太陽望遠鏡(SpaceSolarTelescope)將於2018年後發射升空,對太陽活動實行全波段和全連續觀測。中國“哈勃”望遠鏡將使中國躋身世界天文研究強國行列。屆時,中國“哈勃”將被安裝在衛星上,由長征四號乙型火箭將其發射至太空,在距地750公里的太陽同步圓形極軌上以始終指向太陽的姿態運行。在3年壽命期內,實行24小時連續工作。

世界望遠鏡

有中國“哈勃”之稱的空間太陽望遠鏡是我國第一個正在研製的天文觀測衛星,望遠鏡口徑一米,衛星總重量達兩噸,是目前世界上最大的熱光學望遠鏡,上面配有多種望遠鏡。在中科院9日舉行的科技創新案例報告會上,國家天文台台長艾國祥院士在接受記者專訪時透露,我國將在“十一五”期間發射這台空間太陽望遠鏡。艾國祥是國家科學工程項目“空間太陽望遠鏡”的首席科學家,早年他曾主持研製、發明了太陽磁場望遠鏡、多通道濾光鏡、太陽多通道望遠鏡和兩維同時光譜儀等。艾國祥說,中國幾年前開始正式研製自己天文探測衛星,其中,空間太陽望遠鏡作為衛星的有效載荷,重量占衛星總重量的65%,為1.2噸。

研究及影響

主要觀測太陽活動
據艾國祥介紹,與美國“哈勃”以各種恆星為觀察對象不同的是,中國“哈勃”主要觀測太陽活動,對太陽活動實行全波段和全連續觀測,研究太陽活動區磁場變化、太陽耀斑的積蓄和爆發過程、日冕物質拋射、太陽風形成等多種太陽物理現象,並為空間天氣預報積累數據。
躋身世界天文研究強國
據悉,中國“哈勃”由中國空間技術研究院和中國科學院國家天文台聯合研製。早在上世紀90年代初,國家天文台即已開始了太陽望遠鏡先期技術研究,已在關鍵技術上取得系列突破,並於2000年完成關鍵系統與部件的樣機研製,而中國空間技術研究院也已經完成衛星各系統研製規範編寫及衛星總體方案的設計。目前遨遊太空的空間望遠鏡全部來自美國、日本以及歐洲已開發國家。這些“太空眼”使天文學家重新發現一個更為深邃、久遠的宇宙。這台“哈勃”望遠鏡將使我國躋身世界天文研究強國行列。

背景連結

1.美國天文學家哈勃
E·P·哈勃(EdwinPowellHubble,1889-1953),美國天文學家。1923至1924年在威爾遜天文台時,他發現仙女座大星雲的12顆造父變星,這一發現使哈勃成為星系天文學的奠基人。1926年,哈勃提出河外星系形態分類法,稱為“哈勃分類”,一直沿用到今天。1929年,哈勃提出越遠的星系正以越快的速度飛馳而去,這被稱為“哈勃定律”。
2.哈勃太空望遠鏡
美國哈勃太空望遠鏡是一台巨大的太空望遠鏡。它在離地球表面580公里高空的軌道上運行。這台望遠鏡的重量令人難以置信,達到11噸。它的鏡面直徑達240厘米。1990年4月,美國航空航天局的太空梭將它發射進入太空。哈勃望遠鏡首次發射進入太空後兩個月,科學家們發現它提供的影像模糊不清,因為望遠鏡內一個鏡頭的規格出了偏差。1994年,太空梭上的太空人對它作了糾正。
3.哈勃居功至偉
據2001年美國航空航天局提供的數據顯示,在長達11年的孤獨太空旅行中,哈勃對13670個天體進行了研究,完成了27.1萬次單項觀測,並向地球發回了數萬億位元組的數據。這些信息為已發表的2600篇科學論文提供了依據。在哈勃的幫助下,人類加深了對星系形成的了解,大致確定了宇宙誕生的年齡(137億年),增加了對恆星演化歷程的知識,並通過對遙遠的類星體的研究,探察了宇宙的結構。
4.“哈勃”後代“韋伯”
哈勃空間望遠鏡將於21世紀之初完成其歷史使命。哈勃太空望遠鏡目前有了後代叫“詹姆斯-韋伯”太空望遠鏡。“韋伯”太空望遠鏡將有一個20英尺寬的主鏡,和一個大如網球比賽場的多層遮光罩。“韋伯”望遠鏡價值8.248億美元。與“哈勃”望遠鏡相比,“韋伯”太空望遠鏡體積更大、功能更強大,具有紅外放大功能。“韋伯”望遠鏡最終將停留在距離地球150萬公里的高空軌道。一旦開始工作之後,“韋伯”望遠鏡較之僅僅圍繞地球運轉的“哈勃”望遠鏡而言將更容易選擇探測目標。

項目進展

中國自主研製的空間太陽望遠鏡將於2017年升空。
中國已自主研製成功首台空間太陽望遠鏡,並計畫於2017年射入太空。這台中國造"哈勃"望遠鏡近日通過了權威部門的驗收。
據介紹,目前遨遊太空的空間望遠鏡全部來自美國、日本以及歐洲已開發國家。這些"太空眼"使天文學家得以發現了一個更為深邃、久遠的宇宙。中國造"哈勃"望遠鏡將裝載在人造衛星上,圍繞離地球約730公里的太陽同步軌道運行,設計運行壽命為3年。它的主要科學任務是研究太陽磁場、太陽大氣的精細組成、太陽耀斑,並提供太陽活動預報。
這一空間太陽望遠鏡外尺寸為5米×2米×2米,其主光學望遠鏡的口徑為1米,是迄今世界上口徑最大的空間太陽望遠鏡。它的"視力"遠遠超過了美國與歐空局聯合研製的空間太陽望遠鏡SOHO,對1.5億公里外太陽表面的最高解析度達到70公里。美國與日本、英國正在合作研製的SolarB空間太陽望遠鏡,解析度也只有它的1/2。
中國科學院國家天文台研究員金聲震說,這台望遠鏡預計在2008年升空。當2009年太陽黑子大爆發時,它將是解析度最高的空間儀器。隨著它的升空,加上中科院國家天文台懷柔1GHz-8GHz射電觀測波段、南京大學紅外太陽塔和雲南撫仙湖紅外太陽塔,我國將建成一個從地面到天空、從百米電波到伽瑪射線的全波段太陽電磁輻射觀測網。
由於沒有大氣層的遮擋和地球引力等因素的影響,在太空可以全波段、全天候、全天時、全方位地觀測星空,靈敏度、解析度高,無大氣抖動、無散射光。迄今為止,人類共向太空發射了130台空間望遠鏡,仍然在軌運行的有20多台。其中最著名的美國哈勃望遠鏡長13.3米,直徑4.3米,是空間望遠鏡中的全能冠軍。
太陽觀測是空間觀測的重要組成部分。自20世紀60年代以來,人類通過太陽輻射監測衛星、軌道太陽觀測站等探測了太陽的結構、化學成分、黑子周期、太陽耀斑和太陽質子事件,監測了太陽發出的Ⅹ射線、紫外線和伽瑪射線輻射,取得了一系列探測成果。
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