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[任务跟踪] 我国的夸父计划----监测太阳

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heito 发表于 2008-12-12 18:19 | 显示全部楼层 |阅读模式

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夸父计划  什么是夸父计划
  “夸父计划”由三颗卫星组成,其中A星设置在距地球150万公里的日地连线上,用来全天候监测太阳活动的发生及其伴生现象。另两颗卫星B1和B2在地球极轨大椭圆轨道上飞行,用来监测太阳活动导致的地球近地空间环境的变化。
  夸父A飞行任务
  L1点位于日地连线上,距地球150万公里,该点具有观测太阳活动的天然优势,因此,夸父A卫星选择L1点附近作为目标飞行位置。目前,只有NASA和ESA为数不多的航天器,如SOHO、ACE、ISEE等飞行器到达过L1点。
  夸父A飞行任务实施关键技术
  夸父A卫星选择哪种运载工具、转移轨道到达位于日地连线,距地球约150公里的L1点;同时选择何种保持轨道在L1点保持。
  夸父A卫星如何实施远距离测控和通信,L1点通信距离上属于深空范畴,如何在深空条件下实施对卫星的测控和数据传输通信是夸父A卫星实现的关键环节之一。
  夸父A有效载荷
  主要有效载荷:
  EUV/FUV成像仪(EDI)
  日冕动力学成像仪(CDI)
  射电爆发监测仪(RBI)
  太阳风仪器包(SWIP)
  太阳高能粒子探测器(SEPS)
  有效载荷总需求:
  总质量约93kg、总功率约83 W、总数据率约175kbps
  夸父A有效载荷实施关键技术
  日冕动力学成像仪(CDI)对卫星姿态控制精度要求很高,其中对日方向(滚动轴方向):
  姿态指向精度要求≤45arcsec,
  姿态稳定度要求≤3arcsec/30s。
  夸父A卫星初步考虑
  1.轨道考虑:
  (1)转移轨道:拟采用直接转移轨道
  (2)任务轨道:拟采用Halo轨道
  (3)肼燃料: 包括转移轨道初始加速、修正和任
  务轨道维持100kg(△V=300m/s)
  2.夸父A 卫星基于模块化结构,主要由两个部分组成:
  有效载荷模块(PLM)
  平台服务模块(SVM):包括7个子系统
  结构子系统(STS)
  热控子系统(TCS)
  姿轨控子系统(AOCS)
  数据管理子系统(DMS)
  测控子系统(TT&CS)
  数传子系统(DTS)
  电源子系统(PSS)
  3.主要参数:
  尺寸:1350mm×1440mm×1400mm(展开前)
  5500mm×5200mm×3300mm(展开后)
  质量:总质量: 800Kg
  载荷: 200Kg
  平台: 500Kg(包含100Kg 肼)
  余量: 100Kg
  功耗:总功耗: 520W
  载荷: 120W;平台: 320W;余量: 80W
  测控:频段: S band
  数据率: ≥1Kbps
  数传:频段: X band
  数据率: ≥180Kbps
  姿态控制:指向精度: ≤ 45”(X axis)
  姿态稳定度: ≤3”/30s(X axis, short time)
  夸父B飞行任务
  夸父B飞行任务目标是实现一天24小时,一周7天连续观测北极光的分布为了实现这个目标,夸父B有两颗同样的卫星组成: 夸父B1和夸父B2
  轨道:两颗卫星的轨道位于同一极轨上,呈共轭飞行状态, 远地点7Re,近地点1.8Re
  夸父B有效载荷
  UV极光监测照相机(UVAMC)
  极紫外光谱成像仪(FUVSI)
  宽视角极紫外线成像仪(WFAI)
  中性原子成像仪(NAIK)
  磁通门磁强计(FGM)
  高能带电粒子探测仪器(HECPE)
  三频相干信标(RSE)
  夸父B卫星初步考虑
  自旋转速: 6rpm
  星体直径:2.9m
  星体高度:1.3m
  电源功率:300W
  质量: 总质量:400kg
  其中载荷:43kg
  寿命:>3年
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kuafu.jpg

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 楼主| heito 发表于 2008-12-12 18:20 | 显示全部楼层
原帖由 heito 于 2008-12-12 18:19 发表
夸父计划  什么是夸父计划
  “夸父计划”由三颗卫星组成,其中A星设置在距地球150万公里的日地连线上,用来全天候监测太阳活动的发生及其伴生现象。另两颗卫星B1和B2在地球极轨大椭圆轨道上飞行,用来 ...


夸父A
Kua Fu a.jpg
 楼主| heito 发表于 2008-12-12 18:20 | 显示全部楼层




夸父B
Kua Fu b.jpg
 楼主| heito 发表于 2008-12-12 18:21 | 显示全部楼层
中国“夸父计划”目标锁定太阳活动  

科学时报 8月7日     作者:郑金武



    “夸父计划”示意图
    “夸父计划”已经进入综合论证阶段,预计在2012年,“夸父计划”涉及的三颗卫星都将上天并开始运作,届时将为科学家深入研究日地环境、为灾害性空间环境预报提供观测数据,从而推动中国航天深空探测技术的发展。

    当探究月球奥秘的“嫦娥计划”已为公众耳熟能详,中国另一项空间探测计划“夸父计划”在经过两年沉默期后,终于浮出水面。目前,“夸父计划”已经进入综合论证阶段,预计在2012年,该计划所涉及的三颗卫星都将上天并开始运作,届时将为科学家深入研究日地环境、为灾害性空间环境预报提供观测数据,从而推动中国航天深空探测技术的发展。这是近日北京大学地球与空间科学学院教授肖佐向《科学时报》透露。

    “夸父计划”锁定太阳活动

    强磁暴可以使地球卫星和地面电网短路。而且,它们对于空间旅行也造成巨大危害。德国马普学会太阳系研究所的太阳物理学家Rainer Schwenn说,如果1972年12月的“阿波罗17”探月计划提前4个月发射,这些宇航员很可能会被那时一系列来自强耀斑和CMEs(日冕物质抛射事件)的能量粒子的“枪林弹雨”杀死。未来到月球或者火星上的宇航员,同样面临这样的危险。

    “夸父计划”就是一项进行太阳风暴、地球极光和空间天气环境探测的计划。中国古代有神话故事“夸父逐日”,讲的是神人夸父不惜生命追赶太阳。该计划的名称正是由此而来。中国科学院院士、北京大学教授涂传诒是“夸父计划”思想的原创者。国际宇航科学院院士、中国空间科学学会理事长、北大地球与空间科学学院肖佐教授也是“夸父计划”的重要参与者与组织者。

    雷暴超晶胞是否正在酝酿一个龙卷风,或者海洋暖流是否正在蕴育一个飓风,这些都可以从底层大气的扰动有规律地预测出来。然而相对于地球大气层内的天气来说,地球大气层之外的空间天气并非如此。众所周知,太阳爆发活动将使高能量和带电粒子输运到地球高层大气,从而激发地磁暴,但地球却很难察觉这些具有破坏性又不引人注目的事件。最强烈的太阳爆发发生在太阳11年活动周期的极大年。在太阳活动极大年,有强烈的耀斑和被称为CMEs的带电粒子大爆发。

    肖佐介绍说,“夸父计划”将由一颗位于日地系统第一拉格朗日点(也称L1点,即地球与太阳之间的引力平衡点)的卫星“夸父A”和两颗沿地球极轨共轭飞行的卫星“夸父B1”、“夸父B2”组成综合观测系统,以用于监测太阳活动导致的日地空间环境连锁变化的全过程。

    “夸父A”卫星的任务是飞行到日地连线的L1点上,全天候监测太阳爆发事件的发生和太阳扰动在日地空间中的传播过程。L1点距地球150万公里,卫星在此处可以在相对固定的平面上飞行,该点具有观测太阳活动的天然优势,因此“夸父A”选择L1点附近作为目标飞行位置。而“夸父B”两颗卫星将沿地球极轨共轭飞行,任务是实现一天24小时、一周7天连续观测北极光的分布,用来监测太阳活动导致的地球附近空间环境的整体变化。

    据了解,2012年将是下一个太阳活动峰年。“夸父”卫星选在这一时候发射,有助于观测到新的日地物理现象,进一步揭示日地空间风暴机理,监测行星际扰动传播,为灾害性空间环境预报提供观测数据。“夸父A”卫星至少将运行10年以上,而“夸父B”两颗卫星由于距地球较近,受到地球大气影响相对较大,故运行时间稍短。

    “夸父计划”酝酿已久

    在过去的一个月内,北京召开了两次高规格的国际会议,即“第36届世界空间科学大会”和“2006年西太平洋地球物理大会”。涂传诒在这两个大会上分别介绍了“夸父计划”的内容和进展情况,引起了各国科学家的高度关注,美国、欧盟、加拿大等国家和地区的十多位科学家纷纷表示要参加这一计划,开展相关合作。

    8月4日,美国《科学》杂志的《新闻焦点》栏目迅速报道了中国“夸父计划”的相关情况,文中指出,“夸父”卫星将在很高的精度上追踪太阳爆发和地磁暴活动;如果“夸父计划”顺利实施,它将有许多项首创技术,并将使中国在深空探测方面跨入国际领先行列。

    而事实上,“夸父计划”最早提出是在3年之前。随着我国空间科学活动日益频繁,空间天气预警、预报变得越来越重要。2002年,涂传诒开始思索监测太阳活动情况及其连锁效应的问题,并进行了相关的理论预研。2003年底,涂传诒递交了基金申请,很快便得到国家自然科学基金重点项目的支持。2004年,国家基金委对此立项,项目总额为120万元,由北京大学、航天东方红卫星公司等单位共同承担。2005年,基金委“夸父计划”项目正式开始实施,项目执行到2010年。

    涂传诒把“夸父”卫星的轨道设计成“L1+极轨”,这是一种全新的轨道设计理念。“夸父”三颗卫星将第一次监测从太阳风到磁层的整个能量传输过程。它将可能解决地球空间对太阳风暴响应的过程中的一个重大问题:大尺度的能量和质量是如何从太阳通过日地空间传输到磁层的。

    此后经过几次国内、国际会议研讨,“夸父计划”取得了国内外学术界和航天界广泛的认同和支持。2005年7月,中国气象局首先与北京大学、中国航天科技集团公司签署了《夸父空间天气探测计划》合作协议。2003年,为满足国家对空间环境预警服务的需求,中国气象局空间天气预警中心正式成立,作为国家级业务中心进行空间天气的监测、预报、预警工作,许多工作刚刚起步,需要多方开展合作。而“夸父计划”为未来业务工作提供了重要的监测手段和平台。中国气象局在卫星地面应用系统建设、接收和处理卫星资料方面积累了许多经验,可以凭借中国气象局的业务平台,将“夸父计划”实现的空间监测成果形成业务服务。这一合作显得十分必然。

    我国国家航天局也对“夸父计划”给予了高度关注,并也积极加入到该计划中。据肖佐介绍,国家航天局正组织力量对“夸父计划”进行综合论证,并将在2008年对此进行全面评审,在2009年最终完成立项。预计“夸父计划”的三颗卫星在2012年发射。

    中国将在“夸父计划”中起主导作用

    事实上,美国军方也正计划于2008年发射C/NOFS(通讯/导航中断预报系统)卫星,监测高层大气中对卫星通讯和全球定位系统导航有影响的扰动。但该计划并不能做到像“夸父计划”一样全面系统的观测。

    另据了解,由于L1距离地球有150万公里,一般的飞行器根本无法到达该点,因此目前在L1点上运行的卫星,只有美国和欧空局共同发射的SOHO卫星以及NASA(美国航空航天局)发射的ACE卫星。但是,这两颗卫星已经超期服役多年,“夸父计划”的实施,显得尤为必需。

    正是这个原因,许多国家对“夸父计划”表现出了热切的关注。据悉,目前德国、法国、比利时、奥地利、加拿大等国10多位著名空间科学家也将参与这项太阳探索计划。加拿大将参与设计两颗围绕地球飞行的卫星,并在卫星上搭载科学仪器。

    不过肖佐告诉记者,中国将在“夸父计划”中起主导作用。“'夸父计划’是中国人原创的思想,而且国家给予了大力的资助,如果这个计划所用的设备全部来自国外,那显然是说不过去的。”

    据东方红卫星公司公布的消息,“夸父A”卫星上的主要有效载荷包括:EUV/FUV成像仪(EDI)、日冕动力学成像仪(CDI)、射电爆发监测仪(RBI)、太阳风仪器包(SWIP)、太阳高能粒子探测器(SEPS)等,有效载荷总质量约93公斤、总功率约83瓦。“夸父B”卫星有效载荷包括:UV极光监测照相机(UVAMC)、极紫外光谱成像仪(FUVSI)、宽视角极紫外线成像仪(WFAI)、中性原子成像仪(NAIK)、磁通门磁强计(FGM)、高能带电粒子探测仪器(HECPE)、三频相干信标(RSE)等。据了解,加拿大和欧洲的一些相关机构将为“夸父计划”制定某些相关探测仪器。

    “中国将坚持在研制仪器方面扮演重要角色。”肖佐说,“从目前情况看,中国的仪器和国外的仪器各占一半,但计划中必须有关键仪器,如中性原子成像仪等,是中国自制的。”

    肖佐还透露说,本着平等互利、和平利用的原则,“夸父计划”所采集的科学数据将实现共享,以为全人类谋福利。

    “夸父计划”任重道远

    目前,“夸父计划”前期项目进展顺利,科学家们已经着手研究“夸父计划”相关的有效载荷、航天器平台初始设计以及发射、跟踪、控制和资料传输等方面的问题。但是肖佐也坦言,要实施“夸父计划”,中国仍面临许多技术上的挑战。

    技术难点之一,是“夸父A”卫星位于距离地球150万公里的L1点上,到目前为止,只有美国航空航天局和欧洲空间局有为数不多的航天器到达过L1点,而中国从未把卫星发射到那么远的位置。即使是“夸父B”两颗卫星,其近地点高度也有5万公里。中国发射“夸父”卫星,选择哪种运载工具、何种发射方式,都还处于研究论证中。

    另外,地面人员还要对卫星进行姿态调整,接收遥远的微弱信号,即对“夸父A”卫星实施远距离测控和通信。L1点通信距离上属于深空范畴,如何在深空条件下实施对卫星的有效测控和数据传输通信,是“夸父A”卫星实现的又一关键环节。

    毫无疑问,“夸父计划”是一项大胆、原创的空间计划。对于航天部门来讲,要研发新的有效载荷和创造150多万公里高度的火箭运载能力,也面临着新的课题和挑战,从预研到立项有很长的路要走。

    不过肖佐透露,目前除了北京大学、东方红卫星公司等单位外,国防科工委、中国科学院、中国气象局等单位都对“夸父计划”给予了积极的响应与支持。相信随着不断的钻研,“夸父计划”面临的技术难题都会迎刃而解。  
[ 2006年8月7日 ]
 楼主| heito 发表于 2008-12-12 18:21 | 显示全部楼层
我国将在2012年开始夸父计划http://www.sina.com.cn 2007年10月24日15:24 金羊网-羊城晚报
  本报北京上午消息 特派记者李志伟报道:拟于今天傍晚6时05分发射的“嫦娥一号”吸引了全世界的目光。今天上午,中国空间科学学会空间物理专业委员会主任肖佐教授在接受本报独家专访时透露,中国的目光不仅“锁定”月球,也开始“瞄准”太阳,筹划另一项雄心勃勃的“夸父计划”,再过五年,“夸父”卫星有望“逐日”。

  记者:可否评价一下即将发射的“嫦娥一号”?

  肖佐:发射“嫦娥一号”,是中国深空探测的第一步,以前发射的卫星都在地球轨道,离地球7-8万公里。这次远离地球,在离地球38万-40万公里的距离进行测绘和数据传输任务,显示了我们有这方面的能力,也为下一步深空探测打下基础。

  “夸父计划”已科学立项

  记者:据你透露,我国将在2012年开始“夸父计划”,这一计划立项了吗?是工程立项还是科学立项?

  肖佐:这一计划是由国家自然科学基金委和国防科工委共同予以支持的项目。两方面共同进行技术攻关难点,目前进展顺利。“夸父”卫星预计发射时间在2012-2014年之间。要根据太阳活动的条件和国际合作的情况进行。

  目前,该项目已经做了科学立项。国家要求我们提出工程设计方案,包括轨道和科学目标,给有关部门评审。评审将在今年年底或明年年初进行。

  “夸父计划”有三颗卫星

  记者:“夸父计划”的目的和意义何在?

  肖佐:该计划包括了三颗卫星,有一颗在日地连线的L1点上,它能够面对太阳,把太阳的扰动情况发回地球。在该点上观测,能够比较全面地了解日地扰动过程。此外,在地球轨道上,也放出两颗不同相位的绕地卫星,对北极进行24小时连续的成像观测,对极光现象与太阳粒子喷发的关系进行研究,这在国际上是一个创新。

  “夸父计划”在军事、空间天气方面都有很大的意义。同时,这也是我国在“嫦娥计划”、双星计划后进一步向深空迈进的计划。我国是一个大国,发展空间技术对国民经济、高科技等都意义重大。

  更大计划:绕日轨道卫星

  记者:除了“夸父计划”,我国还有没有更宏大的计划?

  肖佐:还有计划对火星、金星的探测。更宏大的计划是发射绕太阳极地轨道卫星。绕太阳极地轨道卫星将能对太阳进行三维观测。但这可能不是我们这代人的事情了,是未来的努力方向。
 楼主| heito 发表于 2008-12-12 18:22 | 显示全部楼层
访北大教授肖佐:中国“夸父计划”披荆斩棘

作者:张巧玲 来源:科学时报 发布时间:2008-4-16 3:11:50
“夸父计划”示意图。

“在涂传诒院士的主持下,‘夸父计划’已经顺利完成了预研究阶段的任务,正在积极筹备转入下一阶段的技术攻关,之后会在技术攻关的基础上争取国家的工程立项。”

这是近日北京大学地球与空间科学学院教授、“夸父计划”办公室主任、国际宇航科学院院士、中国空间科学学会前理事长肖佐向《科学时报》透露的消息。目前“夸父计划”已顺利完成背景研究的任务,争取在论证评审通过后,转入下一阶段的技术攻关。

“嫦娥给了我们很大信心”

2007年10月24日,中国绕月探测卫星嫦娥一号卫星成功发射,举国欢庆,也让国际社会对中国的深空探测能力惊叹不已。

“嫦娥的成功发射标志着我国深空探测向前迈进了一大步,对我国进一步建议中的几项深空探测很有意义,当然也为‘夸父计划’再发射、测控等方面奠定了极好的基础。”作为“夸父计划”积极的推动者和参加者,肖佐对嫦娥一号成功发射感到由衷的高兴。

与“嫦娥计划”不同的是,“夸父计划”是锁定太阳的深空探测计划,又称为“空间风暴、极光和空间天气”探测计划。该计划将由一颗位于日地系统第一拉格朗日点(也称L1点,即地球与太阳之间的引力平衡点)的卫星“夸父A”和两颗沿极轨共轭飞行的卫星“夸父B1”、“夸父B2”组成综合观测系统,将用于连续监测太阳剧烈活动及其导致的日地空间环境连锁变化的全过程。

“虽然夸父卫星的对地距离比嫦娥一号卫星远了4倍,但是嫦娥一号在测控方面所使用的50米大天线,我们也会充分利用到。”肖佐告诉记者。

据记者了解,“夸父计划”的原创性科学思想和基本概念是在2003年1月24日在国家自然科学基金委地学部“关于推动空间天气研究座谈会”上,首先由北京大学涂传诒院士在同肖佐、张永维总师和中国科学院魏奉思教授讨论的基础上提出的。随后,“夸父计划”预研成为由北京大学牵头、国家自然科学基金委支持的重点项目,并有国内外有关科技专家大力支持和参与。此后,国防科工委组织了相关评审。根据国防科工委建议,以“夸父计划”为基础,与中国科学院空间科学与应用研究中心刘振兴院士建议的“风暴计划”进行了整合,叫做“夸父—太阳风暴、极光和空间天气计划”。

肖佐告诉记者,“夸父计划”的科学目标是观测空间天气事件从太阳到地球的整体连续变化现象,揭示控制日地空间系统的基本物理过程,提高空间天气灾害预报的准确度,服务航天通讯等高科技活动。

其科学意义表现在:“夸父计划”将对日地空间天气系统的两端——太阳大气和地球空间——进行前所未有的时空连续、多层次的成像观测,完成从太阳大气到近地空间完整扰动因果链的探测,通过多方面的首创性监测,实现日地系统端到端的整体、连续成像观测。并预期在日地系统的能量及扰动的耦合机制如太阳爆发先兆、太阳风的形成机制等方面取得具有重要原创意义的突破性进展。届时,“夸父计划”将与其他空间计划一起进入以探测日地空间整体行为为标志的空间探测新纪元。

据了解,由于2012年将是下一个太阳活动峰年,2012年至2014年太阳活动将会很强烈,因此“夸父计划”三颗卫星建议在这个时间内发射,主要是为观测到新的日地物理现象,进一步揭示日地空间风暴机理,监测行星际扰动传播,为灾害性空间环境预报提供观测数据。初期飞行时间将为2至3年。

“嫦娥一号的成功发射给了我们很大信心,我们相信‘夸父计划’也将不负众望。”肖佐说。

技术攻关是关键

肖佐介绍,在国家自然科学基金委重点项目和国防科工委背景研究项目的支持下,北京大学会同中国气象局、中国科技大学和中科院空间中心在科学背景、科学目标以及为实现科学目标要求配置的有效载荷(主要是科学仪器)等方面开展了全面的预先研究,目前这一预研阶段已顺利完成。

肖佐说,目前,由18个评审委员(包括11位科学院院士和7位空间界资深专家)组成的专家组,已完成对“夸父计划”科学目标进行的评审。

2007年6月1日,《“夸父计划”科学目标及观测项目论证报告》评审会在京召开。北京大学校长许智宏院士和国防科工委副司长王克然分别在会上致词,北京大学涂传诒院士作了关于“夸父计划”科学目标和观测项目的论证报告。评审组通过讨论,一致通过“夸父—太阳风暴、极光及空间天气计划”科学目标及观测项目论证报告,并建议“夸父计划”尽快立项发射。

“夸父计划”工程论证由东方红卫星公司牵头,会同北京大学、中国气象局、中国科学技术大学(与山东大学威海分校合作)、中科院空间中心等共同完成。目前,已对有效载荷对工程的要求、轨道设计、运载与发射、地面测控和测定轨、地面数据接收、卫星设计等进行了全面论证并已顺利完成,主要结论是:在我国嫦娥一期的基础上,实现“地—月”之间的测控技术基础已具备;在我国嫦娥二期和深空站建设完成之后(2011年),“夸父计划”所需的基础技术条件将全部具备。

完成预研阶段的任务后,“夸父计划”将进入另一个重要环节,即技术攻关。目前,涂传诒、肖佐等科学家已对关键科学探测仪器(有效载荷)的研制、夸父A星的轨道设计与实现技术、夸父A星的深空自主运行技术、夸父B星的高精度姿轨联合控制实现技术等科学问题和技术难点进行了细致的分析。

例如,夸父A所要到达的L1点位于日地连线上,距地球150万公里,目前,只有NASA和ESA为数不多的航天器,如SOHO、ACE、ISEE等飞行器到达过L1点。

夸父A卫星选择哪种运载工具、转移轨道才能到达距地球约150公里的L1点;选择何种方式保持卫星轨道在L1点上;夸父A卫星如何实施远距离测控和通信;L1点通信距离上属于深空范畴,如何在深空条件下实施对卫星的测控和数据传输通信……这些都是夸父A卫星实现的关键环节之一,也是夸父A工程要解决的首要问题。

夸父B卫星飞行任务目标是实现一天24小时、一周7天连续观测北极光的分布,为了实现这个目标,夸父B有两颗同样的卫星组成:夸父B1和夸父B2。这两颗卫星的轨道要位于同一极轨上,呈共轭飞行状态, 远地点高度6个地球半径,近地点0.8个地球半径。选择什么运载工具和发射方式是夸父B卫星工程要解决的关键技术。

“卫星的发射、轨道设计、遥测、遥控都需要有详尽的设计,不过,在现在初步的方案设计中,我们认为我国是有这个能力的,关键是如何把它组织好。”肖佐说。

“除此之外,整个‘夸父计划’都采用成像技术,它所使用的一些特殊成像仪器都要作技术攻关,如中性原子成像仪、太阳白光日冕仪。”肖佐介绍说,由于地球的外层空间有一些中性的氧原子,需要用现在的成像技术把其速度分布形成为图形,以确定在太阳有扰动时,外层空间到底是如何响应的,但是由于中性原子本身通过交换原子以后可以成像,所以这里涉及一些新的成像技术方面的难点。

肖佐介绍,在有效载荷的研制方面,现在已有不少研制单位报名参加,它们已通过不同的渠道申请到了基金,在作积极的准备。“下一阶段我们会通过招标的方式最终确定选择哪些单位研制这些仪器。”

期待更深入的国际合作

2006年7月,两场高规格的国际会议——第36届世界空间科学大会和2006年西太平洋地球物理大会在北京举行,涂传诒在这两个大会上分别介绍了“夸父计划”的内容和进展情况,引起了各国科学家的高度关注。

2006年1月12日~13日,在德国Lindau召开了“夸父计划”国际研讨会,进一步明确了有效载荷的配置、技术指标以及国际合作的途径。2006年7月16日,在北京举行的COSPAR大会安排了“夸父计划”专题研讨会,进一步讨论和确定了科学目标。2007年1月7日,在中国航天局代表的主持下,欧洲空间局(ESA)、加拿大空间局(CSA)和英、法、德、意、比、奥等10个国家的空间探测部门的代表在三亚召开了“夸父计划”国际协调会议,各方表达了合作意向,确定了需要进一步会谈的问题。

肖佐说:“现在,欧盟、加拿大等国家和地区的科学家纷纷表示要参加这一计划,开展相关合作,经夸父工作队和夸父科学委员会目前确定的科学仪器配置方案中,共20多项必需的仪器,我国科学家主导研制的占多数,同时所有仪器都有国际合作,法国、加拿大、英国、爱尔兰、瑞士、德国等国的科学家积极参与合作研制。欧空局、加拿大航天局都表示出积极支持和合作意愿。”此外,日本、印度也表示了对“夸父计划”的兴趣。

“国防科工委也非常重视国际合作,多次指出希望通过国际合作推动‘夸父计划’的顺利开展,要探索多种合作途径而不只是限于仪器研制,例如在卫星平台、卫星研制和发射方面更深入合作的可能性,都在积极探讨中。”

不过让肖佐担心的是,欧空局正好在2014年有一个太阳轨道器的空间观测计划,虽然该计划的一些监测项目与中国的“夸父计划”能形成很好的配合,但是由于时间上有交叉,欧空局的科学家和有关单位如何两头兼顾,“这些目前都在商谈中”。

在国际合作中,关键的问题是保证我们的自主知识产权。这是肖佐最强调的一点。肖佐说,“夸父计划”是中国人的原创思想,而且国家给予了大力的支持,中国一定会在“夸父计划”中起主导作用。

深远的影响

2006年8月4日,美国《科学》杂志的《新闻焦点》栏目迅速报道了中国“夸父计划”的相关情况,文中指出,夸父卫星将在很高的精度上追踪太阳爆发和地磁暴活动;如果“夸父计划”顺利实施,它将有许多项首创技术,并将使中国在深空探测方面跨入国际领先行列。

日本名古屋大学的太阳物理学家Kazuo Shiokawa认为,中国的“夸父计划”与美国军方计划于2008年发射C/NOFS(通讯/导航中断预报系统Communication/Navigation Outage Forecasting System) 卫星计划一样,对于空间天气预报都非常重要。

“夸父计划”合作者Schwenn说:“凭借‘夸父计划’,中国将跻身国际空间科学界前沿。”

涂传诒则指出,夸父3颗卫星将第一次监测从太阳风到磁层的整个能量传输过程。它将可能解决地球空间对太阳风暴响应的过程中的一个重大问题,即大尺度的能量和质量是如何从太阳通过日地空间传输到磁层的。

“美国的SOHO于1992年发射一直工作到现在,即将退役,因此国际社会也很希望中国的‘夸父计划’卫星能够上去,这样人类对太阳的探测就不会断裂。”肖佐说。

而事实上,肖佐在谈到“夸父计划”的科学意义时说,到现在为止,只有美国在L1点上发射了太阳监测卫星(SOHO飞船)。但不同的是,中国的“夸父计划”是连续的日地系统的监测计划。夸父卫星的轨道设计成“L1+极轨”,这是一种全新的协同轨道设计。夸父B1和B2可通过成像获得磁尾磁重联所造成的磁层全局响应的信息,其成像可以使我们更精确地度量亚暴和磁暴期间能量的注入。

对于中国来说,“夸父计划”必将大大提高自主的空间天气预报能力。肖佐介绍,目前,在空间天气预防方面,我们除使用部分国内资料外,绝大部分还是要依靠国外的资料。当前随着我国航天活动的增多,必须加强对磁暴、高能粒子等危害的预报能力。

“‘夸父计划’将成为我国航天技术发展历程中新的里程碑。”肖佐说,“夸父计划”的实施将使我国自主深空探测距离从“嫦娥计划”的38万公里推进到L1点的150万公里,将使我国成为世界上第二个独立完成L1点飞行卫星研制、发射和远距离测控通讯任务的国家;同时,该计划将提升我国航天技术基础能力,培养和造就具备国际水准的科技与工程人才。

无疑,“夸父计划”也将显著提高中国在国际航天领域的地位和形象。“夸父计划”是我国主导的大型国际空间探测计划,将充分展示中国“和平利用太空、为人类作贡献”的意愿。肖佐说,“夸父计划”的实施将从根本上改变我国空间天气业务主要依赖国外数据的现状,使我国成为国际上最重要的空间天气数据源之一。
 楼主| heito 发表于 2008-12-12 18:22 | 显示全部楼层
专家:“夸父”有望2012年开启“逐日”之旅(图)
新闻频道:http://whnews.cn/news 发表时间: 2008-04-23  【网友评论】 【大 中 小】

夸父A和B的运行轨道图。

  在距地球150万公里的茫茫太空中,有一只特殊的“神目”在警惕地监控着太阳的一举一动。突然,吹向地球方向的太阳风暴骤然发生,在地球轨道上高速运行的我国一颗载有珍贵科技资料的人造卫星在几小时后将面临失控甚至被击毁的威胁。此时,这只“神目”迅速将风暴影响区域的具体坐标和图片资源等信息传回地球上我国的某科研基地航天器监控中心,通过地面操控,这颗卫星及时避开这一危险,一场太空“灾害事件”化于无形……

  这不是一个神话故事,而是我国目前正在进行的“夸父计划”实施后的一个普通场景。远在太空的这一“神目”是“夸父计划”中三颗监测卫星之一。这就是北京大学、中国气象局、东方红卫星公司、山大威海分校等单位共同参与研究的“夸父计划”。目前这一计划的预研究工作顺利告捷,下一步将马上转入技术攻关阶段。最早在2012年,“夸父”卫星有望开启“追日”之旅。

  “夸父计划”转入技术攻关阶段

  去年,我国的“嫦娥一号”绕月卫星成功发射。在此基础上,我国另一项太空工程———“夸父计划”也正式向世人公布。这项计划以古代神话传说的人物命名,旨在通过向太阳发射卫星,监控太阳“动向”。近日,北京大学地球与空间科学学院教授、“夸父计划”办公室主任、国际宇航科学院院士、中国空间科学学会前理事长肖佐向媒体透露,“夸父计划”已顺利完成背景研究任务。

  “日前,‘夸父计划’已顺利完成预研究阶段,争取在论证评审通过后,转入下一阶段的技术攻关。”作为“夸父计划”的积极参与者,山大威海分校空间科学与应用物理系夏利东教授介绍,目前,“夸父计划”的科学背景、科学目标以及为实现科学目标要求配置的有效载荷等方面的研究论证工作已经结束,正在积极筹备转入下一阶段的技术攻关。

  “夸父计划”是通过向太阳发射卫星,实时监测太阳“动向”。它由三颗卫星组成,夸父A星设置在距地球150万公里的日地连线L1点上,它能够一天24小时面对太阳,把太阳的扰动情况发回地球。在该点上观测,能够比较全面地了解日地扰动过程。此外,在地球轨道上,放出夸父B1和夸父B2两颗不同相位的极轨卫星,对北极进行24小时连续的成像观测,对极光现象与太阳粒子喷发的关系进行研究。

  “夸父计划”原始思想的提出要追溯到2003年1月24日。这一天,在国家自然科学基金委地学部“关于推动空间天气研究座谈会”上,中国科学院院士、北京大学教授涂传诒等人,提出了“夸父计划”的原创性科学思想和基本概念。

  “‘夸父计划’在军事、空间天气方面都有很大的意义。日常生活中,太阳扰动会导致卫星失灵,影响航天员安全,对地面各种通信设备形成干扰。而目前,在空间天气预防方面,我们除使用部分国内资料外,绝大部分还是要依靠国外的资料。随着我国航天和通信事业的发展,提高我国对日地空间的磁暴、高能粒子等危害的预报能力迫在眉睫。”夏利东教授说。

  基于这一重要意义,“夸父计划”原创性科学思想一出,就得到了很多单位和专家的支持。随后,在国家自然科学基金委重点项目和国防科工委背景研究项目的支持下,由东方红卫星公司牵头,会同北京大学、中国气象局、中国科学院、山东大学威海分校等科研单位和高校院所,对“夸父计划”的科学背景、科学目标以及为实现科学目标要求配置的有效载荷等方面展开了全面的预先研究。

  夏利东说,“夸父计划”将成为我国航天技术发展历程中新的里程碑,这一计划的实施将使我国自主深空探测距离从“嫦娥计划”的38万公里推进到L1点的150万公里,将显著提高中国在国际航天领域的地位和形象,从根本上改变我国空间天气业务主要依赖国外数据的现状,使我国成为国际上最重要的空间天气数据源之一。

  山大分校参与“夸父A星”核心研究

  2007年8月16日,北京大学涂传诒院士等“夸父计划”项目组成员,有效载荷设计、承建单位负责人等共30余人齐聚威海,“夸父计划”有效载荷论证报告评审及研讨会在山东大学威海分校国际学术中心举行。

  会上,评审组经过认真讨论,一致通过了《“夸父计划”有效载荷配置方案及有效载荷对工程实施的初步技术要求论证报告》。

  “山大威海分校能参与‘夸父计划’,这对于学校空间科学学科建设来说具有重要意义,是山东大学空间科学学科直接参与到未来国家重大科学和航天工程建设迈出的第一步。”山东大学威海分校有关负责人指出。

  “‘夸父计划’进入预研究阶段后,需要一批年轻的研究力量,再加上专业对口,我与一些空间研究方面的专家成为有效载荷夸父委员会的成员。”物理空间和太阳空间方面的研究专家、山大威海分校空间科学与物理应用系的教授夏利东说。

  作为“夸父计划”的参与者,从2004年开始,夏利东负责协调全国相关科研院所开展“‘夸父计划’有效载荷配置方案”和“‘夸父计划’有效载荷对工程实施的初步技术要求报告”两个方面的论证工作。这一工作是“夸父计划”科学和应用系统论证的关键环节,直接关系着未来“夸父计划”实施后是否能实现既定的科学和应用目标,同时关系到卫星平台的设计是否能满足科学仪器的要求。

  “‘夸父计划’由一个A星和两个B星组成,其中A星是太阳观测卫星。在有效载荷论证工作中,我们主要对夸父A星的关键科学探测仪器的配置进行了研究论证。例如,夸父A星所要到达的L1点位于日地连线上,距地球150万公里,目前,只有NASA和ESA为数不多的航天器到达过L1点。此外,夸父A卫星要实施远距离测控和通信,需要配置多种科学探测仪器,这些仪器如何配置等问题都是我们研究的内容。”夏利东教授介绍说。

  “夸父”有望2012年“逐日”

  2007年10月24日,中国绕月探测卫星“嫦娥一号”卫星成功发射,实现了在离地球38万公里到40万公里的距离进行测绘和数据传输任务,迈出了中国深空探测的第一步。

  对此,专业人士坦言,“嫦娥一号”卫星成功发射,着实为下一步深空探测打下基础。但夸父A卫星位于距离地球150万公里的L1点上,对地距离比嫦娥一号卫星远了4倍,这对我们现有的运载能力来说,还是一个很大的挑战。

  夸父A卫星选择哪种运载工具、转移轨道才能到达距地球约150万公里的L1点;选择何种方式保持卫星轨道在L1点上;夸父A卫星如何实施远距离测控和通信;L1点通信距离上属于深空范畴,如何在深空条件下实施对卫星的测控和数据传输通信……这些都是夸父A卫星实现的关键环节之一,也是夸父A工程要解决的首要问题。

  正如上面所说,夸父B卫星的飞行任务目标是实现一天24小时、一周7天连续观测北极光的分布。为了实现这个目标,夸父B有两颗同样的卫星组成,要位于同一极轨上,呈共轭飞行状态。选择什么运载工具和发射方式是夸父B卫星工程要解决的关键技术。

  而日前,“夸父计划”有关专家在对有效载荷对工程的要求、轨道设计、运载与发射、地面测控和测定轨、地面数据接收、卫星设计等进行了全面论证后得出结论:在我国“嫦娥”一期工程的基础上,实现“地—月”之间的测控技术基础已具备;2011年,在我国“嫦娥”二期工程和深空站建设完成之后,“夸父计划”所需要的基础技术条件将全部具备。

  目前,涂传诒、肖佐等科学家已对关键科学探测仪器(有效载荷)的研制、夸父A星的轨道设计与实现技术、夸父A星的深空自主运行技术、夸父B星的高精度姿轨联合控制实现技术等科学问题和技术难点进行了细致分析。“夸父计划”在论证评审通过后,技术攻关阶段将全面展开。

  据了解,由于2012年将是下一个太阳活动峰年,2012年至2014年太阳活动将会很强烈,因此相关专家建议在这个时间内发射“夸父计划”三颗卫星,其初期飞行时间将为两至三年。
 楼主| heito 发表于 2008-12-12 18:22 | 显示全部楼层
中国将发射3颗卫星探日 南京"探测器"再追太阳  


【字号 大 中 小】  2008年06月19日 09:46:57   来源: 本网综合  

  
   太阳的能量如果异常,将引发地球与太阳的磁极颠倒,并导致威胁地球的“磁力危机”,各种自然灾害和干扰性灾难增加。如何建立地球与太阳之间的监控“桥梁”?中科院院士、北京大学教授涂传诒昨日告诉记者,中国“夸父计划”评审和综合论证工作日前完成,明年有望正式立项,在2012年-2015年期间,中国将发射3颗卫星“环绕”在太阳和地球之间,这将是世界上唯一一个系统的日地空间探测计划,它们将对太阳与地球之间的空间灾害环境进行预报。
   
    太阳“抖动”后定位失效
   
    2006年12月,强烈的太阳耀斑导致全球日照区的全球定位系统(GPS)接收器出现故障,要么是“盲人指路”,要么就是定位功能丧失。与此同时,环绕地球轨道的多颗卫星和输电网络也受影响,这正是太阳活动增加后产生的结果。
   
    实际上,作为太阳系中的地球,始终受到太阳光和热的作用,它们与地球内部动力“互动”,驱动着地球表层的演化。当地球的大气圈河水圈形成以后,以太阳能为动力的太阳这台“发动机”驱动着大气和大洋环流,形成风、云、雨、雪。这一切都在塑造和改变着地表的环境,影响着地球的生物圈。据介绍,太阳对地球的影响主要表现在两方面:因为太阳辐射是地球上各种运动现象的动力源泉,也是人类的能量源泉;另一方面,太阳活动影响地球气候、电离层和磁场,只不过它的种种迹象不在大气层内部。
   
    因此,如果有一天,手机信号全无,正在运行的卫星纷纷陨落,或者电力输变线路出现瘫痪等故障,这些都不是危言耸听,而是在太阳活动的“掌控”之中。因为,在太阳活动异常的时候,与空间天气相关的人类活动都将受到影响,比如航天发射、在轨卫星安全、宇航员的太空之旅安全,以及地面的GPS定位系统、通讯、导航、电力输变线系统等都会受到来自太阳能量的影响。
   
    灾害频繁源于空间灾害?
   
    众所周知,太阳爆发活动将使高能量和带电粒子输运到地球高层大气,从而激发地磁暴,但地球却很难察觉这些具有破坏性又不引人注目的事件。有统计显示,地震、火山爆发、传染病乃至交通事故等,都与太阳黑子相对数存在一定关系。因此,必须派遣一个天眼对太阳和地球之间的这层空间进行观测。
   
    涂传诒介绍,“夸父计划”的科学目标是观测空间天气事件从太阳到地球的整体连续变化现象,揭示控制日地空间系统的基本物理过程,提高空间天气灾害预报的准确度,服务航天通讯等高科技活动。他特别介绍了“嫦娥一号”。“为什么嫦娥发回来的数据都是一段一段的?我们判断就是受空气环境的影响,它里面的电脑需要经常翻转、重启才能工作。”因此,“夸父计划”将对日地空间天气系统的两端———太阳大气和地球空间———进行前所未有的时空连续、多层次的成像观测,完成从太阳大气到近地空间完整扰动因果链的探测,通过多方面的首创性监测,实现日地系统端到端的整体、连续成像观测。并预期在日地系统的能量及扰动的耦合机制如太阳爆发先兆、太阳风的形成机制等方面取得具有重要原创意义的突破性进展。
   
    而根据多国科学家的预测,2012年将是下一个太阳活动峰年,2012年至2014年太阳活动将会很强烈,所以,“夸父”卫星在此之前发射才有更重要的现实意义。
   
    三星组合创发射最远纪录
   
    涂传诒院士是“夸父计划”的科研层面的主要设计者,通过他播放的介绍片,记者了解到,“夸父计划”由3颗卫星组成。其中A星的轨道在绕日地平衡点位置处。“它距离地心150万公里”,这颗卫星是最难打上去的,因为它的距离是“嫦娥”绕月卫星的近4倍。另外,B1和B2两颗卫星轨道相同,相位不同,近地距离在4000公里,它们一南一北接力绕着地球跑,确保24小时监测太阳活动导致的地球近地空间环境的变化。
   
    谈到夸父A星的轨道设计,涂传诒说,这个L1(拉格朗日点)点位于日地连线上150万公里,属于一个深空探测的范畴,一般的飞行器根本无法到达该点,因此目前在L1点上运行的卫星,只有美国和欧空局共同发射的SOHO卫星以及NASA(美国航空航天局)发射的ACE卫星,但这两颗卫星已经超期服役多年。而设计时,他们考虑的是,L点能保证飞船对地面通讯时,避开太阳电磁噪声,同时卫星受力小,轨道比较容易控制,能够确保实施远距离测控和通讯。另外,夸父B卫星飞行任务目标是实现一天24小时、一周7天连续观测北极光的分布,因此,为了实现这个目标,夸父B才有了两颗同样的卫星组成。
   
    除此之外,如何成像也是非常关键的。由于地球的外层空间有一些中性的氧原子,需要用现在的成像技术把其速度分布形成为图形。因此,整个“夸父计划”都采用成像技术,它所使用的一些特殊成像仪器都要作技术攻关,如中性原子成像仪、太阳白光日冕仪。这些仪器测量的资料,有望将中国对太阳观测和警报提前到3天。
   
    多国参与“夸父计划”
   
    因为中国的这个太阳探测计划属于国际领先,并且全部都是“原创设计”,因此,目前多国的科学家都希望利用这个航天器的平台进行有效科学实验。涂传诒介绍,夸父A星的卫星有效载荷是130公斤,B星均为65-70公斤,所以能“乘坐”的器材还是比较多的。
   
    事实上,美国军方计划于2008年发射一颗卫星,用来监测高层大气中对卫星通讯和全球定位系统导航有影响的扰动。但该计划并不能做到像“夸父计划”一样全面系统的观测。因此,许多国家对“夸父计划”表现出了热切的关注。据涂传诒透露,目前比利时、加拿大和英国的空间科学家也确定参与这项太阳探索计划。不过,“夸父”里比较核心的仪器,中国还是坚持自主研发,像中性原子成像仪等都已有单位在研制。
   
    涂传诒告诉记者,卫星上的有效载荷仪器面向的是全世界“招标”,而南京有没有科研单位制造的仪器会搭载“夸父”?他说,南京紫金山天文台研制的伽玛射线谱仪在“嫦娥”工程中表现良好,“夸父”卫星的设计单位将会加以应用。
naugty 发表于 2009-2-22 20:40 | 显示全部楼层

夸父计划现在有动静没?

前几年很热的夸父计划好像没下文了,到底有没有立项,进展的如何了?
naugty 发表于 2009-2-22 20:42 | 显示全部楼层

                               
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HaleBoppComet 发表于 2009-2-22 20:43 | 显示全部楼层
记得好象要到10年以后才会正式开始吧,实施的时间和太阳的活动有关,貌似印象里是2011年
naugty 发表于 2009-2-22 20:45 | 显示全部楼层
2012-2014是太阳活动高潮期,不赶上这个时间,下一次是11年后了
 楼主| heito 发表于 2009-4-1 12:08 | 显示全部楼层
中国空间天气:科学的起步与跨越
http://www.china-spacenews.com     2009年03月30日 
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    20世纪90年代,中国经济实力明显增强,飞船回收、神舟遨游太空、载人航天、导航卫星和嫦娥绕月工程等的成功,吹响了我国从航天大国向航天强国迈进的号角。与此同时,有关空间天气的探索、研究与预报工作也进入了快速发展期。
  回顾过去10年(1997~2007年),令人高兴地看到,我国空间天气事业从艰难起步水平跃进到二流国家前列、紧逼先进国家之后的水平,实现了第一次起步的跨越发展。主要表现回顾如下:

  天基观测走上轨道
  随着人们对空间环境认知水平的提升,除了已有实践序列卫星和各类搭载卫星对空间环境进行监测外,开始有了关注空间天气基本物理过程和变化规律方面的科学卫星。地球空间双星探测计划(2003-12~2004-7)成功发射,它和欧空局的 Cluster飞船形成六点星座来探测地球磁层空间的多尺度结构,这是我国真正意义上的第一颗科学卫星。双星被评为2004年度中国/世界十大科学进展新闻。双星首席科学家刘振兴院士被评为2004年度中国十大创新英才;我国以涂传诒院士为首的一批空间物理学家和以张永维总工为代表的航天工程师们,瞄准日地空间系统中空间天气的全球整体行为研究这一重大科学前沿,在基金委地球科学部重点基金项目的资助下适时提出夸父空间天气探测卫星计划,并获准为航天领域的背景项目。该计划由位于日地引力平衡处的拉格朗日点L1的A星——对太阳活动和行星际天气进行24小时全天候监测,以及对地球两极极光进行共轭观测的B 星组成。夸父计划作为专题列入国际空间研究委员会(COSPAR)36届年会和西太平洋地球物理年会(WPGM),受到国内外专家的好评。
  2006年8月4日,美国Science杂志(Vol. 313,607)的《新闻焦点》栏目报道了美国新的通信导航预测卫星计划和中国的夸父计划。文中说:中国正推进一个称为夸父的太阳观测计划,预计在2012年发射探测卫星。它将在很高的精度上追踪太阳爆发和地磁暴。该计划有许多首创,如果顺利实施,它将发挥出至关重要的作用。
  此外,我国正在积极推进的太阳空间望远镜和太阳爆发小卫星等天基观测计划,也将对我国空间天气科学发展作出重要贡献。后续的一些卫星计划,如磁层、电离层和热层耦合卫星计划(MIT)与由应用驱动的空间天气系列卫星计划也正在提出和推动之中,这表明我国的天基观测已步入正轨。

  地基观测上新台阶
  作为国家重大科技基础设施的子午工程,将于 2009~2010年间正式建成,这是一项旨在了解东半球120°E子午链上空间环境变化规律,逐步弄清其120°E子午链区域性环境特征与全球环境变化间的关系,为研究与预测空间天气变化提供地基观测数据。它是世界上最长的子午台链观测,跨越地球纬度范围达130°,具有地域特色不可替代和多种国际先进观测手段综合性高的优势。它的建成将为进一步推动我国空间天气地基观测实现跨越式发展奠定坚实基础。
  此外,我国在中高层大气、电离层、极区和地磁等领域锤炼了一批实验、研究都非常优秀的学科带头人。在他们的带领下分别建设了一批国家野外科学研究观测站。
  在作为空间天气驱动源的太阳活动的观测方面,我国早已建成国际先进的太阳磁场、射电等设备,并掌握了多种观测手段。我国地基观测上新台阶为发展空间天气建模和提升预报水平提供了重要的、不可替代的科学支撑。
  基础研究开始站在国际前沿
  在空间物理研究方面,我国科学家取得了一批引起国际同行关注的成果,如太阳大气磁天气过程、太阳风中磁流体湍动本质、行星际扰动传播、磁层能量传输与释放、磁重联过程、中高层大气动力学过程的探测与研究、电离层的建模以及区域异常、地磁、电离层天气预报方法以及极区光学观测研究等,都开始站在国际研究前沿。这些研究先后获国家自然科学奖二等奖5项、陈嘉庚地球科学奖1项、何梁何利奖4项、其他部委级奖励多项,以及国际空间研究委员会(COSPAR)、欧洲空间局(ESA)、日地物理科学委员会(SCOSTEP)等多项国际重要奖励。
  此外,在国际一流学术刊物如《地球物理研究杂志》等发表的论文数和影响也增长迅速。所有这些从一个侧面反映出,我国空间天气、空间物理基础研究已具一定规模和影响。与此相联系的空间天气建模与预报也有了长足的进步,特别是在我国神舟飞船系列的安全保障方面作出了突出贡献。

  队伍建设欣欣向荣
  我国新建设了一批有关空间天气领域的单位,如中国科学院空间科学与应用研究中心的空间天气学国家重点实验室、中俄空间天气联合实验室、中国科学院太阳活动重点实验室、中国气象局国家空间天气监测与预警中心、北京大学空间天气分析中心。还有一些单位也建立了空间天气中心、研究与建模单元以及空间环境预报非法人单元等。一些高校,如山东大学威海分校、南京解放军理工大学、湖南长沙工学院、大连海运学院、北京航空航天大学等也开始设立有关空间天气、空间物理方面的专业。还有涉及航天、通信、导航、材料、生命、测绘、地震、地球天气等诸多应用的交叉领域的研究单元也正在积极建设和发展之中。
  我国在空间天气的探测、研究、预报与效应分析等方面的队伍初具规模,涌现了一批优秀的中青年学术带头人。他们活跃在有关空间天气的国际、国内学术舞台和航天安全保障服务工作的第一线。据不完全统计,仅国家杰出青年基金获得者、长江学者、百人计划学者和特聘专家已达40余位。以中国地球物理学会空间天气专业委员会为例,30余位主要学术带头人中,获得国家杰出青年基金者就有18人,他们已是相关部委或国际学术组织的负责人。
  正是有这样一批富于创新活力、敢于和善于在空间天气领域的前沿拼搏进取的优秀人才队伍,我国空间天气事业才能在近10年内取得快速发展,实现从起步到迈入二流国家前列、紧逼一流国家之后。
  学术活动富有成效
  国家自然科学基金委员会的各级领导在我国科学家们倡导空间天气学的第一时间就扶植和推进它的发展。自1997年5月召开第一次全国空间天气学研讨会后,基本上每两年召开一次,已相继召开了6次。2005年11月,基金委在澳门召开第一届全球华人空间天气科学大会,计划每四年一次,大会计划于2009年10月在南京召开第二届全球华人空间天气科学大会。
  与此同时,基金委组织编写“空间天气学十问答”(陆续发表在《科学时报》上)、《中国空间天气战略计划建议》(2004年中国科学出版社出版);组织空间天气与人类活动调研宣讲组,已先后在澳门、成都、珠海、合肥、郑州、南京、青岛、上海、北京等地进行科普宣讲和调研活动。这些学术活动促进了我国空间天气事业的发展,催生和推动了一些部门单位有关空间天气专业乃至中心等的设立,使“空间天气”这一术语开始成为人们关注的主题词之一。

  国际合作框架开始形成
  以刘振兴院士为首席科学家的地球空间双星探测计划与欧洲空间局的Cluster集簇卫星计划是国际合作的一个典型例子。以涂传诒院士为首提出的夸父空间天气卫星探测计划是多个空间局、多个国家共同制定的最优化科学目标,被纳入国际与太阳同在计划之中,是受到欧空局、加拿大空间局和美国宇航局代表们的热情支持和国际空间界高度评价的卫星计划,它正在广泛的国际合作框架下向前推进。
  此外,国际空间天气子午圈计划也在国家科技部、中国科学院等部委的关注下积极地向前推进。
  全球华人空间天气领域的交流、合作框架自澳门第一届全球华人空间天气科学大会以来,通过中科院海外创新团队、国家基金委重大基金项目的实施和海峡两岸空间科学会议等多种方式也正在逐步建立。
  可以看到,空间天气领域的国际合作框架正在开始形成,这为加速提升我国空间天气科学的创新能力奠定了十分有利的国际合作基础。
  综上所述,过去10年我国空间天气科学无论是在天基、地基的探测能力、研究水平与规模、建模与预报的开展、研究机构和队伍建设以及国际合作诸多方面,都取得了长足的进展。这为我国在今后10年实现第二次保障能力的跨越发展,跨进到美国之后的法、英、德、日、俄、加等先进国家之列,创造了“天时、地利、人和”的最佳历史机遇。
  回顾国际和我国在空间天气领域过去10年的发展,有4个方面的问题应引起重视:一是我国亟待解决体制、机制问题,明确空间天气的国家主管部委和经费的财政渠道。强化管理体制,制定和实施国家统一的空间天气计划是刻不容缓的事。二是提升获取空间天气预报和业务所需关键数据源的能力,特别是尽快实施L1点的夸父计划和子午工程二期。三是强化科学与用户链,加强任务性和战略性的空间天气研究,加大从建模到业务应用转变的资源投入。四是加大宣传力度,提升公众和用户有关空间天气关系国家重大利益的认知,加强空间天气专业人才的培养。
  (魏奉思 于晟)
jingyan66 发表于 2010-2-18 17:30 | 显示全部楼层

中科院空间中心合作项目

2009-09-11

   空间中心从建所伊始就十分重视国际合作工作。知识创新工程以来,我中心与俄罗斯科学院、欧洲空间局、法国空间中心等10多个国家的40多个研究机构、大学和国际组织建立了稳定的合作关系。成功举办了第36届世界空间科学大会,建立了中俄空间天气联合研究中心,与欧洲空间局合作开展的“地球空间双星探测计划”成为我国第一个大型国际合作空间科学项目。与俄罗斯合作的“中俄联合火星探测计划”也将于2009年10月发射。

   通过形式多样的国际合作活动,我中心的相关学科、领域得到了跨越式发展,一批批青年科研骨干不断培养出来,今天空间中心已经逐步发展成为一个具有国际声誉和地位的空间科学研究机构。国际合作项目本身也经历了从一般性的交流互访,参与他国的国际项目到提出或者主持高层次、大规模国际合作项目的重大提升。

国际合作项目

   7、“夸父计划”(KUAFU)

   通过三颗卫星的联测完成从太阳大气到近地空间完整的扰动因果链探测,以研究日地系统能量输入和输出、日地爆发事件的形成和因果关系、以及空间天气链锁变化过程。预期在能量和扰动耦合机制方面,在揭示因果链机制方面取得具有重要原创性意义的突破性进展。同时,在三维太阳和日球层的研究方面,夸父将与国际与日共存计划(ILWS)框架内即将开展的其他一系列太阳观测计划(STEREO、Solar-B、SDO和Solar Orbiter等),以及近地空间环境观测计划(SWARM、THEMIS、RBSPs和ITSPs等)形成完整配套的观测系统。

   “夸父计划”在“十一五”期间作为背景项目立项,建议在“十一五”后期工程立项和实施,在下一太阳活动极大年开始执行观测任务,建议的发射时间为2012~2014年,设计初期寿命为二到三年,可延长至四年或更长
burlaga 发表于 2010-2-21 10:58 | 显示全部楼层
本帖最后由 burlaga 于 2010-2-21 10:59 编辑

夸父A的科学目标定的比较低,甚至谈不上创新,载荷大多用国外比较成熟的,国内研制的少。从技术上讲,应该比较保险,但卫星平台、轨道(包括姿态)控制和大推力火箭是其三大制约因素。

夸父B和探测双星差不多,增加了信标机等探测器,也谈不上创新。卫星平台和有效载荷是其制约因素。

但不弄又不行,就本着重复别人的工作,锻炼队伍,也无所谓创新了。不出大意外的话,“十二五”上不去。

首席科学家涂传诒很伤心!

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ysych2230 发表于 2010-5-20 20:46 | 显示全部楼层
夸父可以用来研究地球磁场如何受太阳影响,研究全球变暖和太阳之间的关系,研究地球空间环境,等等等等. 这个工作在之前从来没有哪个国家进行过. 也就是说在这个领域,中国走在了世界前面.
bestman2010 发表于 2010-5-20 21:04 | 显示全部楼层
中国的航天政策是:“有所谓有所不为”。。。这样的理念,怎么可能有创新性
ysych2230 发表于 2010-5-20 21:08 | 显示全部楼层

求问夸父工程?

夸父工程是北大的涂传诒院士主持,还是濮祖荫教授主持。
现在什么情况,2012可以上去吗?
ysych2230 发表于 2010-5-20 21:17 | 显示全部楼层
夸父由3颗卫星组成,一颗发射到距离地球150万公里左右的太阳同步轨道,用来监测地球向日面的太阳风. 距离是地月距离的4倍. 另外两颗是极轨卫星,这两颗卫星轨道会穿过地球南北极上空. 太阳风从太阳到达地球的时候会先穿过同步轨道卫星,然后才到达地球,两颗极轨卫星用来监测太阳风对地球的影响,这三颗卫星组成一个整体来连续多层次的观测太阳如何影响地球的空间环境.
ysych2230 发表于 2010-5-20 21:22 | 显示全部楼层
自己的问题自己顶,有错误请谅解。

      类似卫星只有美国的太阳观测卫星(和夸父的太阳观测卫星轨道很接近),另外类似功能的极轨的观测卫星有IMAGE卫星.这两个都算是有年头了,一个是寿命问题,另外一个是上面搭载的仪器的先进程度问题,现在急需更新更先进的卫星来取代这两颗卫星. 如果这次中国一下发射三颗卫星上天,组成一个能相互耦合的整体,那确确实实是填补了该领域的一项空白(世界的空白,不是国内的),也解决了空间环境研究领域的燃眉之急.
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