探測二號衛星

探測二號衛星是“地球空間雙星探測計畫”，由中國科學院。這一計畫由兩顆以大橢圓軌道繞地球運行的小衛星組成。

其中，“探測一號”是赤道星，已於2003年12月30日在西昌衛星發射中心發射升空。這次發射的“探測二號”是極軌星。據中國西安衛星測控中心傳來的數據表明，“探測二號”目前正在近地點高度為681公里、遠地點高度為38278公里、傾角為90度的預定工作軌道上運行，發射獲得了圓滿成功。

基本介紹

• 中文名：探測二號衛星
• 研製單位：中國科學院
• 時間：2004年7月25日
• 組成：兩顆運行的小衛星

探測設備

“探測二號”衛星重約343公斤，設計壽命12個月，構型與“探測一號”衛星基本相同，但裝載了功能不同的有效載荷，包括三分量磁通門磁強計、中性原子成像儀、電子和電流儀、高能電子探測器、高能質子探測器、重離子探測器、低頻電磁波探測器和低能離子探測器。這顆衛星由中國航天科技集團公司所屬的航天東方紅衛星有限公司、中國科學院空間科學與套用研究中心以及歐洲空間局協調的五家歐洲科研機構聯合研製。

用於發射“探測二號”衛星的“長征二號丙/SM”型運載火箭，由中國航天科技集團公司所屬的中國運載火箭技術研究院研製，是“長征二號丙”運載火箭的改進型，具有穩定的姿態控制系統。這次發射是“長征”系列運載火箭的第77次飛行，也是自1996年10月以來，我國“長征”系列運載火箭發射連續第35次獲得成功。

測試階段

衛星已先後成功進行了測姿測軌工作、伸桿展開工作、章動控制和衛星授時作業，所有動作指令執行正確，儀器設備工作正常。衛星的八台有效載荷已有七台開機（中方的五台有效載荷已全部開機），進行在軌測試，其餘一台也將於近期開機。

此顆衛星連同發射升空的探測一號衛星共屬於“地球空間雙星探測計畫”（簡稱“雙星計畫”），雙星計畫是中國國家航天局同歐空局共同支持的一個空間探測計畫，它和歐空局的CLUSTER衛星系統共同作業，有助於研究太陽活動、行星際擾動觸發磁層空間暴和災害性地球空間天氣的物理過程，可以為空間活動的安全以及人類生存環境的維護提供科學數據和相應對策。

測控難題

西安衛星測控中心在對25日發射的“探測二號”衛星測控中，首次成功地以運載火箭飛行參數計算衛星入軌姿態，並由地面直接傳送遙控指令指揮衛星探測伸桿展開，又一次創造了航天測控的新紀錄。目前，“探測二號”運行正常，星上各種探測儀器正有效地開展工作。

“探測二號”是我國首次發射的大橢圓極區軌道衛星。由於受衛星運行軌道和星載紅外敏感器安裝位置等因素的局限，星上紅外儀在入軌初期無法掃描到地球，地面測姿系統不能從星上獲取計算衛星姿態的信息。衛星入軌姿態確定不了，衛星測控工作將陷入盲目狀態。西安衛星測控中心創造性地用運載火箭的飛行參數來推算衛星的入軌姿態並獲得成功。

位於衛星兩翼的探測伸桿能否按預定程式順利展開，是探測衛星開展探測工作的基本前提。“探測一號”的探測伸桿由衛星自動控制展開，“探測二號”則由地面發令通過引爆星上火工品展開。由於“探測二號”在極區軌道上運行，地面傳送指令必須精確掌握衛星軌道、姿態和轉速並在極其有限的時段里進行，測控難度非常高。西安衛星測控中心啟用新改造的計算機軟體系統，通過提高測量數據的處理精度和智慧型化測試水平，準確推算出發令時機和工作程式，經過近2個小時的星地數據交換，成功地指揮遠在4萬公里太空上的“探測二號”順利展開了探測伸桿。

據負責“探測二號”衛星測控技術總體工作的專家介紹，由於衛星入軌姿態確定和星上探測伸桿展開都已順利完成，下一步精確測算衛星實時運行姿態、軌道、轉速等測控事件可按計畫進行，“探測二號”衛星每一圈繞地球運行的可控弧段也都有了明確預報，衛星的測控資源分配和測控計畫安排已經轉入正常工作狀態。

雙星探測

“探測二號”衛星升空後，與已在軌運行的“探測一號”衛星構成了具有創新特色的星座式獨立探測體系。這兩顆衛星互相配合，分別運行於目前國際上地球空間探測衛星尚未覆蓋的重要空間活動區域，主要進行太陽活動、行星際擾動觸發磁層空間暴和災害性地球空間天氣的物理過程等科學研究。同時，根據我國與歐洲空間局的合作計畫，中國的“雙星”與歐空局“星簇計畫2”中已發射的4顆衛星，組成密切配合的聯合探測網，在從太陽到地球的空間中，形成人類歷史上第一次對地球空間的六點立體探測體系。探測的科學成果將由中國與歐洲共同享有。

探測結果

1.雙星和團星聯合探測首次發現太陽風的空洞。
2.首次在向陽面層頂區探測到分量磁場重聯和行星際磁場北向時磁重聯的證據。
3.首次觀測到分量重聯與反平行重聯分別在磁層頂日下點附近和高緯同時發生。
4.互相配合第一次觀測到完整的亞暴活動事件次序。
5.觀測到磁通量管由分量重聯在低緯磁層頂對產生，反向離開源區。
6.同時探測到磁尾中性片紐結波震盪。探測一號和團星4顆衛星分別在磁尾地心距離為11和16個地球半徑處同時觀測到磁尾中性片紐結波震盪。該紐結波起源於中性偏內部，向磁尾二側傳播，並存在於日-地連線大於5個地球半徑的大面積範圍內。
7.中性原子成像探測儀器的主要探測結果。
8.首次觀測到由低頻電磁波產生的輻射帶能量電子損失事件。

發射意義

雙星計畫的順利實施，為中歐航天界開展進一步合作奠定了基礎。孫來燕透露，隨著年底歐空局有關人士的來訪，國家航天局與歐空局將在空間技術、空間套用和空間科學等方面進行更深入的合作。

背景故事

20世紀90年代，一些空間大國推出了國際日地物理計畫（ISTP），然而迄今為止，儘管美、俄、日等國和歐洲空間局已先後發射了數顆衛星，但ISTP中進行協同探測的衛星在空間分布仍存在一定的局限性，集中表現為無法對近地赤道區以及近地極區進行有效的控制，而這兩個地區電磁場以及能量粒子的時空變化恰恰對於磁層空間暴會產生極大的影響。這個至今未解決的問題，是目前地球空間存在的最具有挑戰性的重大科學問題。

正是在這樣的背景下，1997年，中國提供了“雙星”計畫該計畫包括兩顆小衛星，它們將分別運行與目前國際上地球空間探測衛星尚未覆蓋的二個磁層重要活動區，即近地赤道活動區和近地極地活動區，這兩顆衛星將利用高解析度的儀器在近地空間的主要活動區探測場和粒子的時空變化，研究磁層亞暴、磁暴和磁層粒子暴的觸發機制及磁層空間暴對太陽活動和行星際擾動的回響過程。它們與歐洲空間局Cluster的四顆衛星的配合，將形成人類歷史上第一次對地球空間的六點立體探測。