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夸父计划

夸父计划中国的一个太阳监测卫星计划,又称为“空间风暴、极光和空间天气”探测计划,计划得名于中国神话中的夸父

由于2012年将是一个太阳活动高峰年,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,如果按期实施,该计划将是世界上唯一一个系统的日地空间探测计划。[1]

目前由于国际合作原因,该计划面临搁浅。

任务计划

夸父计划卫星初期飞行时间将为2至3年,计划共发射三颗探测器(A、B1、B2)。其中,A探测器“夸父A”将固定在离地球150万公里的拉格朗日点(也称L1点,即地球与太阳之间的引力平衡点),用以全天候监测太阳活动的发生及其伴生现象,“夸父B1”和“夸父B2”探测器将组成综合观测系统,在地球极轨大椭圆轨道上飞行,用以监测太阳活动导致的地球近地空间环境的变化,以及地球极光分布等。

科学价值

夸父计划将帮助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。同时,它将揭示日地空间风暴机理,监测行星际扰动传播。届时,空间天气的预警预报水平将大幅提高,并推动中国航天深空探测技术的发展。而且如果能够准确的掌握太阳对地球的影响,有可能发展为军事武器。

技术挑战

有专家指出,实施夸父计划,中国仍面临许多技术挑战。例如,夸父A要被准确发射到太阳与地球连线引力平衡点上,距地球150万公里。目前,只有NASAESA为数不多的航天器,如SOHOACEISEE英语International Cometary Explorer等飞行器到达过L1点,中国从未把卫星发射到那么远的位置。此外,夸父卫星的对地距离比嫦娥一号卫星远了4倍,地面人员要对卫星进行姿态调整,接受遥远的微弱信号。

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。

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。

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。由于地球的外层空间有一些中性的原子,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。

国际参与

据了解,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由中国人发起的太阳探索计划。

影响

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。

计划暂缓

由于国际合作的参与国家和地区机构如加拿大欧盟欧空局财政状况不佳纷纷取消研究计划,使得“夸父计划”启动10年仍然难产。 从目前来看,要在‘十二五’期间完成‘夸父’卫星发射的可能性不大。不过,它或许会作为‘十二五’的遗留项目进入‘十三五’计划。[2]

参见

参考文献


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