基本介紹
- 中文名：大氣和磁層有效載荷
- 外文名：Atmospheric and magnetic layer payload
- 性質：太空飛行器分系統
- 類別：科學探測類
- 功能：用於探測大氣層和磁層
- 對象：太空飛行器
地位與作用,技術要求,典型代表,
地位與作用
大氣層和磁層的探測屬於空間探測的一部分，空間探測是對地球高層大氣和外層空間所進行的探測。
大氣層是指星球表面因星球引力影響而在星球表面積蓄而成的一圈氣體。如地球大氣層就是被這一層很厚的大氣層所包圍，地球大氣層的厚度大約在1000公里以上，整個大氣層隨高度不同特點不同可分為對流程、平流層、中間層、暖層和散逸層。
磁層是指由於太陽風和行星磁場相互作用下，行星原來磁場的磁力線被太陽風壓縮在一個有限的空間，而位於行星周圍、被太陽風包圍並受行星原來磁場控制的電漿區域就是磁層。如地球磁層，位於地面約1000公里高處，向外延伸至磁層頂，離地面5~7萬公里。主要由磁層頂、電漿幔、磁尾、中性片、電漿層、電漿片等組成，磁層頂外還存在磁鞘和弓激波。
而大氣和磁層有效載荷的主要任務就是探測大氣層與磁層環境。探測大氣各層結構、成分和參數，研究大氣運動以及大氣中各種物理、化學、生物過程的基本規律及其與周圍環境的相互作用等，以及磁層的基本結構、模式與磁層的演變歷史等。大氣和磁層有效載荷屬於科學探測類的有效載荷，常裝載於探空火箭對幾十至幾千千米高空的地球高層大氣的直接測量或裝載於人造地球衛星對地球大氣層和磁層進行詳盡的探查。
現階段，大氣和磁層有效載荷常用於對地球大氣層和磁層的探測，一直是以解決地球現存問題、造福人類為重點，包括全球變化、氣象、海洋、環境、災害、資源（能源）等問題。另外，有不少大氣和磁層有效載荷還被用於用於月球、火星、土星、木星等大氣和磁層的探測。
技術要求
由於大氣和磁層有效載荷是用來探測大氣層和磁層的。其中裝載於衛星中的大氣和磁層有效載荷應該滿足以下設計要求：
1、對環境適應性的要求
（1）能適應力學環境要求
（2）能適應失重狀態要求
（3）能適應真空狀態要求
（4）能適應溫度變化要求
（5）能適應空間輻射環境要求
2、質量、體積、功耗與可靠性要求
3、必須滿足與太空飛行器平台之間的特定關係
4、必須滿足與套用系統之間的特定關係
典型代表
1、搭載於太陽中間層探索衛星（SME）
SME（Solar Mesosphere Explorer）是最早一顆專用於中高層大氣研究的科學衛星，研究中層大氣（50～80km）中臭氧生成和損耗的過程，其主要目的是考查太陽紫外輻射變化對中間層臭氧濃度的影響，考查太陽通量、臭氧與上平流層和中間層溫度之間的關係、臭氧與水汽的關係以及二氧化氮與臭氧間的關係。而所搭載的相關的大氣和磁層有效載荷是1個紫外臭氧光譜儀、1個1.27 μm 光譜儀、1個 NO2光譜儀、1個4通道紅外輻射計、1個太陽紫外監視儀以及1個太陽質子警報探測器。
2、搭載於TIMED大氣觀測衛星
作為NASA太陽-地球探測計畫中的先期項目，熱層-電離層-中間層能力和動力學衛星TIMED（Thermosphere Ionosphere Mesosphere Energetics and Dynamics），於2001年12月7日升空。TIMED任務是研究太陽和人為擾動對中間層和低熱層/電離層（MLTI：the Mesosphere and Lower Thermosphere/Ionosphere）的影響，重點觀測60～180km高度的大氣層。TIMED提供全球MLTI區的溫度、氣壓、風速、化學成分及能量的輸入和輸出資料，幫助理解該層區的能量平衡，提供全球變化早期預警的一個基礎。而所搭載的大氣和磁層有效載荷為：全球紫外
成像儀GUVI（Global Ultraviolet Imager）、利用寬頻發射輻射計的大氣廓線測量儀 SABER（Sounding of the Atmosphere using Broadband Emission Radiometry）、太陽極紫外試驗SEE（Solar Extreme Ultraviolet Experiment）和 TIMED都卜勒干涉儀 TIDI（TIMED Doppler Interferomter）。
成像儀GUVI（Global Ultraviolet Imager）、利用寬頻發射輻射計的大氣廓線測量儀 SABER（Sounding of the Atmosphere using Broadband Emission Radiometry）、太陽極紫外試驗SEE（Solar Extreme Ultraviolet Experiment）和 TIMED都卜勒干涉儀 TIDI（TIMED Doppler Interferomter）。
