本论文致力于研究和开发适用于恶劣的太空环境的磁强计。由于在磁通门传感器领域已发表大量研究,因此本文仅涉及其中一小部分,主要关注具有各向异性磁阻 (AMR) 的传感器。主要目标是确定市售的现成组件 (COTS) 在辐射要求高且温度不稳定的环境中是否适用。与更广泛使用的磁通门相比,AMR 传感器的噪声高出 1 或 2 个数量级(分辨率/灵敏度较差),但在所有其他参数(尺寸、质量、功耗等)方面,它们要么相当,要么更好。最重要的是,对于通常在低地球轨道上运行的卫星(立方体卫星/小型卫星)部分,测量的磁场相对较强,不需要极高的灵敏度/低噪声,因此 AMR 传感器具有吸引力。
摘要:航空航天技术对现代文明至关重要;太空基础设施支撑着天气预报、通信、地面导航和物流、行星观测、太阳监测和其他不可或缺的能力。行星外探索——包括轨道勘测和(最近的)巡视、飞行或潜水无人驾驶飞行器——也是一个重要的科学和技术前沿,许多人认为它对人类的长期生存和繁荣至关重要。所有这些航空航天应用都需要对飞行器进行可靠的控制,并能够记录物理量的高精度测量值。磁力仪在这两个方面都表现出色,对众多任务的成功至关重要。在这篇评论论文中,我们介绍了相关仪器及其应用。我们考虑了过去和现在的磁力仪、它们经过验证的航空航天应用以及新兴用途。然后我们展望未来,回顾磁力仪技术的最新进展。我们特别关注使用光学读出的磁力仪,包括原子磁力仪、基于金刚石量子缺陷的磁力仪和光机械磁力仪。这些光学磁力仪结合了场灵敏度、尺寸、重量和功耗,使其能够达到现有技术无法达到的性能水平。这有望在从无人驾驶汽车到导航和探索等领域实现新的应用。
无人机现在可用于执行机载地球物理勘测。绘制地球磁场的空间变化图,用于各种有用的应用。探索矿产潜力,以高分辨率绘制未爆炸弹药和考古图。• 无人机磁测和梯度勘测可以在过于危险、过于偏远或过于昂贵的地区进行,而这些地区无法使用载人飞机进行同等的地面或机载勘测。• 无人机磁测可以在地形和安全标准禁止载人飞机以最佳地形间隙获取数据的环境中提供高质量数据。
操作 G-859AP 采矿磁选机使用图形界面,可快速高效地进行勘测设计和数据采集。“简单”或“映射”模式使用线号和已知的放样参考点来定义地图参数。或者,用户可以使用集成的 Tallysman TW5310™ GPS 自动绘制位置图。位置信息可能来自外部 GPS、操作员输入的间距均匀的基准标记,或两者兼而有之。用户可随时切换到“剖面”模式,以堆叠剖面的形式观察最后 5 条数据线。数据收集在最多 5 个单独的勘测文件中,并通过高速 RS-232 数据链路(或带转换器的 USB)传输到计算机,以进行进一步分析和地图生成。提供功能齐全的图形数据编辑程序 MagMap2000,允许重新定位、重新对齐、GPS 平滑、数据过滤和数据插值。编辑后,数据将格式化为 Surfer for Windows 或 Geosoft 格式,以便进一步绘图和分析。速度和效率 G-859AP 数据采集提供连续(自动)或离散站点记录。由于仪器在连续模式下的采样率很高,因此数据质量始终很高,而且大多数项目的成本都较低。这使操作员能够快速勘测某个区域,在给定的时间段内覆盖的面积比其他磁力仪多 10 倍。
§ 金刚石、碳化硅(SiC)和六方氮化硼(hBN)拥有各种光学可及的自旋活性量子中心 § 在环境条件下具有优异的相干特性(“室温下的量子比特”) § 由于塞曼分裂,缺陷的能级结构对磁场高度敏感
A. Gottscholl 等人。碳化硅中自旋缺陷的超辐射在微波激射中的应用。光子前沿。3,886354 (2022) 作者联系信息:andreas.p.gottscholl@jpl.nasa.gov
1 密歇根大学气候与空间科学与工程系,美国密歇根州安娜堡 48109 2 美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心,邮编 561,马里兰州格林贝尔特 20771,美国 5
激光被调到碱金属的 D 线(此处显示为钠)。这会将原子激发到磁敏感状态。磁场使其振荡(拉莫尔进动),我们通过光学检测。该频率与总磁场成正比,精度极高。这允许测量微小(0.0001nT)磁场
小型卫星在国防领域的重要性日益凸显。自 2000 年以来,出于民用、探测和军事目的,已发射了 6,000 多颗小型卫星,重量从几公斤到 500 公斤不等。这些航天器比地面卫星具有多项优势,例如,态势感知能力更强、通信能力更强、弹性更强,这些优势通常位于低地球轨道,即 2000 公里的高度。小型卫星系统经济高效且结构紧凑,可快速部署到监视、侦察和监测任务中。小型卫星体积小,任务规划更灵活,并降低了被发现的风险。将小型卫星整合到北约国防系统中将增强军事能力,大大提高行动自由、信息自由,并最终提高作战优势。