研究地球磁圈的小型卫星

 美国宇航局与加利福尼亚大学签订价值为1.73亿美元的合同,计划研制5颗专门研究地球磁圈以及太阳风影响地球磁场的小型卫星。该计划取名为THEMIS,是美国宇航局研制中等级别太空探测器计划的一部分。计划参与者除加利福尼亚大学之外,还有其他美国大学以及德国、奥地利、法国、加拿大、荷兰、日本和俄罗斯的一些科学家。每颗卫星质量为100千克,5颗卫星将全部利用“德尔塔-2”型运载火箭在2006年夏天发射升空。     

宇宙航行--"从低速到高速"之四

出于对自然界知识(包括我们周围宇宙的历史和现状)的渴求以及生产生活的需要(如获取资源和通讯)，人类正在把它的活动扩大到太空．1957年10月苏联把第一颗地球卫星送上了轨道，一个月后美国发射了另一颗，1961年苏联把载人宇宙飞船送上了天，第二年美国也完成了同样的任务．1959年9月苏联第一个把一颗探测器送到月球上．1969年7月美国第一个把人送上了月球并使之安全地返回．我国的第一颗地球卫星于1970年4月发射成功；1984年4月又发射了我国第一颗通讯卫星．2003年10月将杨利伟送入围绕地球的轨道上遨游了3圈．从1977年，美国等国又开始了对于太阳系其他行星的探测．     

封底照片说明

2009年4月15日,我国继2007年4月发射了第一颗“北斗”导航卫星后,又发射了第二颗“北斗”导航卫星,卫星运行在地球的静止轨道上。科学家们计划2020年前后建立运行在3种轨道,共计30多颗卫星的全球导航卫星系统,是集导航、定位、授时、通信为一体的空间核心基础设施,可提供开放服务与授时服务。“北斗”卫星导航系统在用户容量、服务区域、动态性能、定位精度、使用方式和抗干扰能力等方面表现优异,并与国外卫星导航系统兼容。     

高大上的空间科学技术是怎样改变我们日常生活的——以NASA的若干个案为例

以苏联1957年10月4日发射世界第一颗人造地球卫星为标志,人类步入空间时代已经60多年了。半个多世纪以来,人类实现了载人登月,建造了大型空间站,发射了遍及地球高、中、低轨道的5000多颗应用卫星和科学卫星,美国、日本和欧洲等还对太阳系内的八大行星以及重要的矮行星、小行星和彗星开展了深空探测。     

人造地球卫星

1957年10月4日,世界上发生了一件大事—苏联发射第一颗人造地球卫星获得了成功。这颗卫星呈球形,它的直径为58厘米,重83.6公斤,其中安有两个无线电发射机,频率分别为20,005和40,002兆周(波长分别为15和7.5公尺。一种频率的讯号在另一种频率新号的休止时发射。每种频率的讯号平均持续时间约为0.3秒,间歇时间与此相同。在卫星离当地几千到一万公里的距离内,普通的无线电收音机就能收到这种讯号。为了广大的无线电爱好者收听人造卫星的讯号,我们把苏联“无线电”今年第6期上为无线电爱好者写的这篇文章译载在这里。     

大视场偏振多光谱相机的在轨辐射定标研究进展

大视场偏振多光谱相机比传统的光谱相机多探测角度和偏振两个维度的信息,尤其在气溶胶遥感监测领域,具有很大优势,所以在2020年前后全球将大量发射搭载该类载荷的卫星。作为定量化程度很高的光学载荷,在轨定标一直受到很大的重视。因受限于缺乏星上定标设备和低空间分辨率特点,使用自然景物作为替代参考光源进行在轨辐射定标。多角度偏振相机内部的辐射传递过程复杂,需要进行辐射定标的相机参数有多个。辐射定标系数包括辐射强度和偏振两种类型多个参数,使用的自然景物类型多,导致多种定标方法组合、并行发展。2018年新发射的高分五号卫星是我国第一颗,也是同期国际上唯一搭载偏振运行载荷的卫星,在其后国际上也会有多颗卫星搭载同类型传感器上天,有必要梳理替代定标的研究进展情况。文章系统介绍了大视场偏振多光谱相机的一般光学结构及其光谱设置等重要技术参数,梳理了相机的辐射传递模型。划分了绝对辐射强度、相对辐射强度和偏振参数三类来描述不同定标系数的在轨定标方法和原理。针对特定的待定标系数,介绍了在轨替代定标所需选用的自然景物目标和定标的流程方法。形成了大视场偏振多光谱相机在轨辐射定标的方法系统。并汇总了定标结果检验的一般方法。新的大视场偏振多光谱相机的在轨辐射定标,将继承原有研究基础,使用特殊自然景物开展定标。在后续的同类遥感相机在轨定标工作中,也可以充分借助同一个卫星平台上的其他载荷及其星上定标器、借助地面人工光源等方法开展新形式的在轨辐射定标。我国、欧洲以及美国等规划了新型偏振相机航天发射计划,面向未来几年的我国和欧美诸多同类相机,结合作者研究基础,对未来在轨定标方法进行了初步设计和展望。偏振类型的多光谱相机主要服务于大气颗粒物遥感监测,对我国当前关注的大气环境问题非常重要。卫星发射后持续的在轨辐射定标是保障卫星遥感产品反演精度的必要条件。系统的在轨定标研究梳理和在轨定标未来方法的初步设计将为后续卫星遥感应用系统提供方法和模型参考。     

封面照片说明

伽利略计划（欧洲全球导航卫星计划）是欧盟为打破美国GPS在全球的垄断而与欧空局联合研制的民用导航卫星系统。伽利略系统由分布在3个轨道面上的30颗卫星组成，每个轨道面上有10颗卫星．轨道高度23616千米．轨道面倾角56度，运行周期14小时04分．并能与GPS完全兼容。     

美国研究基金支持下的物理教育研究及其对高等物理教育的影响

<正>1引言60多年来,研究如何更好地改进本科物理教学一直是美国研究和基金资助的重点。美国对物理教育以及更大范围的科学教育的兴趣可以追溯到1957年,当时苏联成功发射了第一颗绕地球运行的卫星(DeBoer,1991)。美国对科学教育的长期和持续关注是基于培养科学专业     

人造地球卫星发出的无线电信号的观测和它的科学意义

在执行国际地球物理年(1957—1958)的节目中,苏联和其他国家一起,参加了发射人造地球卫星这一项目。大家都知道,苏联和美国都将发射这样的人造卫星。     

人造卫星和宇宙射线

今年十月四日,苏联成功地发射出了世界上第一颗人造地球卫星。苏联人造卫星发射的成功,为科学研究开辟了一条广阔大道,今天还很难预计,由于有了人造卫星,将引起某些科学中的基本观点发生什么变化,但几乎可以     

硬X射线调制望远镜——中国第一颗X射线天文卫星

<正>1项目历程问:硬X射线调制望远镜(The Hard X-ray Modulation Telescope,简称HXMT)是我国自主研制的第一颗X射线天文卫星。目前卫星的研制工作已经完成,将于近期择机发射。张教授,您能不能简单介绍一下为什么要发射这颗卫星?张双南:天体发出的辐射往往覆盖了从无线电到高能伽马射线的整个电磁波谱段。为了更好地研究天体的物理性质,或者借助于天体提供的极端物理环境研究一些基本的物理过程,就需要     

“NextView计划”与光学遥感卫星的发展趋势

美国国家地理空间情报局(NGA)发起的“NextView计划”是在“未来成像体系”(Future Imagery Archtecture,FIA)计划失败的背景下提出的。“NextView计划”由WorldView-1和GeoEye-1两颗商业光学遥感卫星组成。卫星的地面像元分辨力分别为0.5 m和0.41 m,是目前世界商业卫星中分辨力最高的两颗卫星。本文介绍了“NextView计划”项目实施的依据,描述了WorldView-1和GeoEye-1两颗卫星的技术指标、工作模式和特点,并对未来光学遥感卫星的发展趋势做出了预测,认为未来光学遥感卫星将向“更高、更快、更小、更准、更艳”的方向发展。     

全球定位系统的原理及其应用

 在生活中,GPS这个词时常出现在我们的视野中,那什么是GPS?一、GPS系统的提出全球定位系统是美国国防部部署的一种卫星无线电定位导航与报时系统,GPS是全球定位系统的简称。20世纪50年代后期,美国派侦察船跟踪侦察苏联向太平洋发射洲际弹道导弹时发现,如果知道导弹轨迹,就可推出船的位置,那么导弹换成在轨卫星也行。在此思想指导下,1958年底,美国海军委托霍普金斯大学应用物理实验室研究军用舰艇导航服务的卫星系统,即海军导航卫星(又称子午仪导航系统),于1964年1月研制成功,用于北极星核潜艇的导航定位并逐步用于各种军舰导航定位。     

空间碎片问题的现状和未来

自1957年10月4日前苏联发射世界上第一颗人造地球卫星Spulnik1算起,人类进入太空时代已有50年,从此大约又进行了4500次太空发射。人造航天器大体可分为两类。一类是无人航天器,包括人造地球卫星和各种空间探测器。人Z造地球卫星是一种环绕地球在空间轨道上运行的无人航天器。按用途可分为科学卫星、技术试验卫星和应用卫星,应用卫星直接为国民经济和军事服务,因而用途也最广。在人类发射的人造卫星中,90％以上是应用卫星。应用卫星按其用途又可具体分为空间物理探测卫星、通信卫星、天文卫星、气象卫星、地球资源卫星、侦察卫星、导航卫星、测地卫星等。     

天战呼唤物理学

 一、控制太空是新的军事战略制高点太空是全人类的财产,和平开发与利用太空、造福于人类是全世界人民的共同心愿。然而,自从1957年人类发射第一颗人造地球卫星以来,世界各国已向太空发射的5000多颗卫星中70%是用于军事目的的。在现代战争中,从情报到侦察监视、从预警识别目标到精确制导武器的使用、从天气预报到战场情况的核查、从通信到计算机网络的防御和攻击,都要利用太空资源。“谁能控制空间谁就能控制地球”。天战已不再是科学幻想。     

天基光电望远镜空间多目标成像模拟技术研究

提出了一种天基光电望远镜对空间多目标成像的模拟方法。首先由卫星轨道参数向量和三维矩阵变换得到卫星在地心赤道坐标系中的坐标矩阵,然后再通过平移、旋转和比例等变换得到卫星及恒星在望远镜中的坐标矩阵,最后即可得到总模拟图。设计了一种应用在天基光电望远镜上的空间多目标成像模拟数据库,并为数据库提供了几种基本的维护管理功能。给出了该数据库的基本设计方法和目标数据实例,提供了1000余颗卫星的相关轨道参数。计算机模拟了天基光电望远镜对空间多目标的成像。仿真结果表明,该方法可有效地模拟天基光电望远镜对空间多目标的成像。     

光电跟踪仪多传感器数据采集研究

光电跟踪仪数据采集是利用DSP处理技术及多总线结构,实现电视跟踪通道、红外跟踪通道、激光测距机、光纤陀螺仪等多传感器数据的提取,并采用CPCI总线技术结合双端口存储器（双端口RAM）实现系统中信息的快速传输,为光电跟踪仪伺服控制系统提供可靠的数据信息。介绍数据采集系统的设计思想及工作原理,重点研究系统中各传感器的控制方式和接口设计等,并简要说明各系统之间的信息传输方式。     

磁通压缩发电机

 目前，正在研究的新概念武器主要有定向能（强激光、高功率电磁脉冲、粒子束）武器和电发射动能武器两大类等。除了使用有毒气体的化学激光武器，上述新概念武器都需要脉冲功率电源（Pulsed Power Supply，PPS）激励或驱动。 军用的PPS，除了具有普通电源的脉冲高功率和巨大能量的特征外，还要求有系统独立性和轻便性。独立性是指它不依赖于其他（如民用电网）系统，轻便性要求它的体积和重量符合军用运载工具的要求。而磁通压缩发电机（Magnetic Flux Compression Generator，MFCG）是一种已初步用于军事并逐步拓展应用领域的脉冲功率电源。     

人造卫星和天体物理学的将来

科学上划时代的辉煌成就,苏联第一颗人造卫星发射的成功,轰动了整个世界。这一方面说明了苏联各项科学技术的紧密合作和它们的突飞猛进,显示了社会主义制度的无比优越性;另一方面它也将激起其它科学技术的发展,它对军事科学、地球物理、气象学、天文学、大地测量、无线电通讯、宇宙线等方面的研究都有极重大的意义。本文只就人造卫星对天体物理学     

脉管制冷法的重要改进——双向进气可逆脉管的理论分析与实验验证

一、前言 脉管制冷机具有结构简单、可靠性高等优点,作为高技术领域中光电传感器的冷源特别有吸引力。美国Gifford教授最早提出的基本型脉管制冷法,其单级制冷温度只达到124K。1983年,苏联Mikulin教授提出了小孔型脉管制冷法(参见图1实线部分),大大提高了制冷机的制冷能力。遗憾的是,小孔脉管制冷机中由于小孔和气库的加入,增加了一个不可逆损失源。文献[3]指出:对于一个效率为75％的压缩机来说,小孔脉管制冷机的比功率在80K时,约为100W/W,远大于同样情况下的斯特林制冷机,其比功率约为40W/W。所以提高脉管制冷机的效率是一个急待解决的问题。