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太阳抵近探测计划——观测位置的新突破
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作者 林隽 陆希 +14 位作者 陈雨豪 黄帆 张珅毅 张艺腾 周斌 葛振华 刘鎏 田晖 何建森 程鑫 陈鹏飞 白先勇 季海生 刘佳佳 张晓世 《上海航天(中英文)》 CSCD 2024年第5期1-10,共10页
太阳抵近探测计划(SCOPE)旨在突破高温和强辐射防护、长距离运载、远距离轨道控制和先进载荷等一系列极限技术,将探测器投送至距太阳中心仅有5个太阳半径的位置上,深入太阳大气层进行探测,研究太阳附近极亮、极热的深空探测“无人区”,... 太阳抵近探测计划(SCOPE)旨在突破高温和强辐射防护、长距离运载、远距离轨道控制和先进载荷等一系列极限技术,将探测器投送至距太阳中心仅有5个太阳半径的位置上,深入太阳大气层进行探测,研究太阳附近极亮、极热的深空探测“无人区”,在全新的位置上对太阳进行超近距离原位探测和遥感观测,针对磁场和等离子体结构实现空间分辨率优于0.1"的观测。探测器将穿越太阳爆发磁重联电流片,显微观测太阳爆发磁结构,原位探测磁重联电流片、日冕物质抛射与激波以及各类带电粒子,以推动揭示太阳爆发理论机理。探测器将在最靠近太阳的区域显微监测和探测日冕中尺度小于0.1"的纳耀斑、光球中尺度小于0.06"的磁场和速度场结构及其演化特征,确认日冕加热机制;探测太阳风重离子电荷态,确认太阳起源及加速机制。探测器还将在最接近太阳的区域内与原位探测日冕磁场,显微观测太阳极区磁场和等离子体结构和演化特征;揭示太阳附近尘埃分布特征,进入无尘埃区,确定太阳系尘埃盘内边界。困扰太阳物理界近百年的两个科学难题,即太阳爆发机理难题和日冕加热与太阳风加速机理难题,随着该计划的顺利实施将被破解;在最接近日心的位置处实现日冕磁场,包括太阳极区磁场原位探测“0到1”的突破也将实现。本文将介绍SCOPE的背景、科学目标和预期产出、有效载荷以及卫星平台关键技术。 展开更多
关键词 太阳爆发 磁场 磁重联 中高能粒子 原位探测 热防护 深空通信
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外日球层的宽能段离子及其与湍动的耦合作用 被引量:1
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作者 何建森 林荣 +2 位作者 崔博 王玲华 宗秋刚 《深空探测学报(中英文)》 2020年第6期574-583,共10页
围绕“日球层太阳风及其与侵入星际风的作用”这个主题,从目前认知、前沿问题、探测建议等3方面展开论述。日球层中的离子包括:原初太阳风离子、源于星际风的拾起离子、超热离子。其中拾起离子和超热离子有来自局地星际质侵入流的贡献... 围绕“日球层太阳风及其与侵入星际风的作用”这个主题,从目前认知、前沿问题、探测建议等3方面展开论述。日球层中的离子包括:原初太阳风离子、源于星际风的拾起离子、超热离子。其中拾起离子和超热离子有来自局地星际质侵入流的贡献。深空飞船探测到双模态遍布日球层:日球层内边界、太阳风、行星际湍动、超热离子能谱等都存在双模态特征。前沿问题有3个方面:①从未到达的领域,即黄道面里的日球层尾部以及高纬的外日球层;②曾经到达的领域,但是没有探测的物理量,例如外日球层中的拾起离子;③曾经到达并探测,但是形成机制不明,例如超热离子的幂律谱及其双模态。针对上述前沿问题,本文提出如下的建议:①设计不同的飞行路径,朝向不同的方位进行探测;②携带宽能段的离子谱仪器包涵盖原初太阳风等离子体、拾起离子和超热离子;③搭载高灵敏度磁强计测量外日球层的可压缩磁湍动。 展开更多
关键词 外日球层 星际风 粒子谱
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从地球磁层到外日球层及以远区域探测
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作者 宗秋刚 任杰 +1 位作者 何建森 王玲华 《深空探测学报(中英文)》 2020年第6期554-559,共6页
在太阳系中,地球、水星、木星、土星、天王星和海王星以及多颗行星的卫星,拥有由太阳风与这些天体的内在磁场相互作用形成的磁层结构。主要根据现有的探测器得到的数据,介绍了太阳风与星际介质的相互作用、能量中性原子分布和拾起粒子... 在太阳系中,地球、水星、木星、土星、天王星和海王星以及多颗行星的卫星,拥有由太阳风与这些天体的内在磁场相互作用形成的磁层结构。主要根据现有的探测器得到的数据,介绍了太阳风与星际介质的相互作用、能量中性原子分布和拾起粒子相对空间密度变情况、异常宇宙线的形成机制、日球层可能的形状变化。给出了中国太阳系边际探测计划,设计两个相反方向的探测器,一个向日球层鼻尖方向飞行,对太阳系边际及其邻近空间开展全面的探测;另一个探测器向相反方向飞行,填补日球层尾部边界探测的空白。对日球层的空间环境的认识可为探测器的设计提供参考。 展开更多
关键词 日球层 磁层 太阳风 星际介质 能量中性原子 拾起粒子 异常宇宙线
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太阳表面水平运动驱动的磁圈与开放磁场重联的模拟研究
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作者 陈文磊 何建森 +4 位作者 吴式灿 杨利平 王爱华 张磊 涂传诒 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期231-239,共9页
太阳大气的诸多观测事件(如耀斑、喷流等)均被归因于磁重联产生的能量转换.近年来,关于太阳风起源,有研究提出了磁重联使闭合磁圈开放为太阳风供应物质的新模式.在该模式中,闭合磁圈被光球超米粒组织对流携带,向超米粒边界运动,与位于... 太阳大气的诸多观测事件(如耀斑、喷流等)均被归因于磁重联产生的能量转换.近年来,关于太阳风起源,有研究提出了磁重联使闭合磁圈开放为太阳风供应物质的新模式.在该模式中,闭合磁圈被光球超米粒组织对流携带,向超米粒边界运动,与位于边界的开放磁场相碰撞进而发生磁重联.该模式中磁重联的驱动及其效应是本文的研究目标.磁流体力学(MHD)数值模拟是研究太阳大气磁重联物理过程的重要途径.本文建立了一个二维MHD数值模型,结合太阳大气温度和密度的分层分布,在超米粒组织尺度上模拟了水平流动驱动的闭合磁圈与开放磁场的重联过程.通过对模拟结果的定量分析,认为磁重联确实能够将闭合磁圈的物质释放,进而供应给新的开放磁结构并产生向上流动.该结果为进一步模拟研究太阳风初始外流奠定了基础. 展开更多
关键词 磁重联 太阳大气 MHD数值模拟
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太阳风中小尺度磁通量管边界重联的统计研究
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作者 齐羽 姚硕 +2 位作者 何建森 田晖 涂传诒 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期469-476,共8页
通过对WIND卫星1995—2005年的数据,利用程序筛选及人工识别两种不同方法确定的小尺度磁通量管进行比较,发现程序筛选法中41%的小尺度磁通量管有边界重联现象,与人工识别法确定的小尺度磁通量管的统计结果接近;通过人工识别和程序筛选... 通过对WIND卫星1995—2005年的数据,利用程序筛选及人工识别两种不同方法确定的小尺度磁通量管进行比较,发现程序筛选法中41%的小尺度磁通量管有边界重联现象,与人工识别法确定的小尺度磁通量管的统计结果接近;通过人工识别和程序筛选两种方法确定的小尺度磁通量管的边界重联特征,包括磁场剪切角、磁场强度以及重联耗散区的持续时间等,也具有相同的统计趋势.结果表明,两种方法确定的小尺度磁通量管在重联特性上没有本质区别,因此采用这两种方法得到的数据作为样本来统计小尺度磁通量管前后边界重联事件.本文共确定了71个重联事件,统计结果显示有50个(70%)重联耗散区磁场的减小超过20%,47个(66%)磁场剪切角大于90°;多数重联事件的磁场剪切角大于90°,表明小尺度磁通量管边界中主要发生的是反平行重联.将小尺度磁通量管的前后边界重联分开进行统计,结果显示其前后边界重联的特征是相似的,与磁云前后边界存在差异的性质不同,这意味着太阳风中的小尺度磁通量管并不具有磁云这种大尺度磁通量管的膨胀特征. 展开更多
关键词 太阳风 小尺度磁通量管 磁场重联
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太阳宁静区磁漏斗结构的扩展特征
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作者 谭博 田晖 何建森 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期353-358,共6页
通过对观测的光球纵向磁场进行势场外推,重构了一个太阳宁静区光球以上的磁场结构。结果显示,在20Mm以下,开放磁力线呈现多个明显的小磁漏斗结构,这些小磁漏斗结构随高度扩展,并且在20Mm左右融合成大的漏斗结构。通过系统地研究磁漏斗... 通过对观测的光球纵向磁场进行势场外推,重构了一个太阳宁静区光球以上的磁场结构。结果显示,在20Mm以下,开放磁力线呈现多个明显的小磁漏斗结构,这些小磁漏斗结构随高度扩展,并且在20Mm左右融合成大的漏斗结构。通过系统地研究磁漏斗结构横截面积随高度的变化趋势,发现太阳宁静区磁漏斗结构的截面积随高度近似线性扩展,磁漏斗结构在较低高度上(<20 Mm)扩展的速度比在较高高度上(>20Mm)扩展的速度要快。这一结果对太阳风起源和磁环中物质流动的二维数值模拟具有重要的意义。同时还发现,闭合磁力线的数目随高度以指数函数的形式减少。 展开更多
关键词 太阳过渡区 太阳风 太阳磁场
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冕洞区SiⅡ辐射线源区的相关高度
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作者 周桂清 何建森 +1 位作者 涂传诒 E.Marsch 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期415-420,共6页
SiⅡ辐射线源区的高度表征了太阳大气过渡区的底层高度.通过对超紫外线的辐射强度结构和无力场外推所得的三维磁场结构作相关分析来求相关高度是一种研究超紫外辐射线源区高度的新方法.有研究发现,该方法得到的冕洞区SiⅡ辐射线源区... SiⅡ辐射线源区的高度表征了太阳大气过渡区的底层高度.通过对超紫外线的辐射强度结构和无力场外推所得的三维磁场结构作相关分析来求相关高度是一种研究超紫外辐射线源区高度的新方法.有研究发现,该方法得到的冕洞区SiⅡ辐射线源区的高度比传统观点所认为的高.由于目前运用该方法的数据分析有限,需要用更多的数据进一步验证这一结果.运用该方法分析了SOHO/SUMER观测到的位于太阳南极冕洞之下的日面区域SiⅡ辐射线数据和美国National Solar Observatory/Kitt Peak(NSO/KP)测量的磁场数据,得到冕洞区SiⅡ辐射线源区的相关高度约为5.0Mm.该结果支持了冕洞区的过渡区底层高度比宁静区的要高的结论.同时发现了新的现象,并对其原因进行推测. 展开更多
关键词 过渡区 冕洞 超紫外辐射
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光伏发电系统的超导储能设计 被引量:5
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作者 何建森 谭桂华 +1 位作者 田野 王强钢 《可再生能源》 CAS 北大核心 2012年第4期10-14,共5页
超导储能(SMES)具有非常快速的功率调节能力和灵活的四象限运行能力,可完成调节电力系统功率因数、补偿电压跌落等功能。文章针对光伏发电系统的特殊运行方式,提出了利用光伏出力与本地负荷需求的差值作为SMES控制器的功率控制信号策略... 超导储能(SMES)具有非常快速的功率调节能力和灵活的四象限运行能力,可完成调节电力系统功率因数、补偿电压跌落等功能。文章针对光伏发电系统的特殊运行方式,提出了利用光伏出力与本地负荷需求的差值作为SMES控制器的功率控制信号策略。在PSCAD/EMTDC仿真平台建立了超导储能系统模型,并对其在光伏发电系统的中的运行控制方式进行研究。研究结果表明,超导储能与光伏系统配合可以很好地解决光伏发电功率易受环境影响、不可调节、难于满足负荷需求的问题,对由负荷变化引起的母线电压波动和故障引起的母线电压跌落具有良好的补偿作用。 展开更多
关键词 光伏发电 超导储能 控制策略 电压跌落
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基于波分复用技术的光纤倍增系统设计与实现 被引量:1
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作者 秦蒙 陈凌希 +2 位作者 李宏 何建森 甘性伟 《无线互联科技》 2023年第13期1-4,共4页
文章提出一种基于波分复用技术的光纤倍增系统设计方案,利用光-电-光的转换原理实现光信号的再生、放大和波长转换,同时,配合粗/密集波分复用合解波器实现波分复用传输。在光纤倍增系统的发送端将不同业务光信号进行合波,合波信号通过... 文章提出一种基于波分复用技术的光纤倍增系统设计方案,利用光-电-光的转换原理实现光信号的再生、放大和波长转换,同时,配合粗/密集波分复用合解波器实现波分复用传输。在光纤倍增系统的发送端将不同业务光信号进行合波,合波信号通过一根光纤便可以进行信号传输,接收端在接收到合波信号后进行解波并传输至对应业务设备,从而有效提高光纤资源利用效率。经过测试,该系统具有稳定性好、功耗低、抗干扰能力强等优点,可为光纤中继和光纤资源紧缺的传输线路提供快捷、低成本的传输方案,在光纤通信中有着广阔的市场前景。 展开更多
关键词 光纤通信 波分复用 光倍增
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