2022 年 3 月,美国宇航局的帕克太阳探测器将完成第 11 次近距离接近太阳,穿越地球与太阳表面之间近 94% 的距离。这一历史性发现任务的目标是了解控制恒星风产生和动态的基本物理学。为了完成任务,帕克太阳探测器在近太阳空间测量粒子、电场、磁场和光子,同时忍受极热、极冷并以前所未有的速度行进。本次演讲将讨论激发帕克太阳探测器任务的科学问题,以及航天器携带的仪器,包括科罗拉多大学大气和空间物理实验室 (LASP) 对 FIELDS 仪器的贡献。帕克太阳探测器的主要科学成果将得到介绍,包括太阳双极电场的量化、新型等离子波和不稳定性发现、阿尔文表面的穿越、将太阳表面磁结构追踪到太阳风的努力以及太阳处理行星际尘埃的新突破。最后,随着帕克太阳探测器越来越接近太阳表面,本演讲将讨论其未来发展。
操作:任务从使用猎鹰 9 号从地球成功发射开始。进入地球轨道后,航天器执行一系列轨道调整,以达到前往火星所需的速度。发射后,航天器执行精确的轨道转移,以与前往火星的轨道对齐。此操作包括计算燃烧,以使航天器走上正确的路径,确保高效准确地到达红色星球。轨道转移后,航天器进入巡航阶段,在此期间它将穿越广阔的空间前往火星。在此期间,航天器可以进行系统检查、仪器校准和任何必要的航向修正,以微调轨道。当航天器接近火星时,它会执行进入轨道的关键操作。精心定时的燃烧使航天器能够减速并被火星引力场捕获。这标志着从行星际空间过渡到火星轨道。椭圆轨道的设计旨在优化观测和通信能力,使航天器能够在任务期间改变与火星的距离。一旦进入所需的椭圆轨道,航天器便开始其通信和观测任务目标,并开始收集数据。建立通信系统以促进数据传回地球。在整个任务期间,航天器继续在椭圆轨道内运行,并根据需要定期调整以保持最佳状态。这种适应性确保任务能够应对运行期间的动态因素和意外发现。
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简介:当人类站在太空探索的新时代的边缘时,我们的重点再次转向地球的天体邻居:月亮。纳米卫星技术的发展,全球范围内的公司进行了观察,为月球勘探和定居点打开了令人兴奋的可能性。这种技术飞跃与太空机构和私营企业的新兴趣相结合,为我们与月球的关系设定了一个变革时期的舞台[1]。未来几十年保证,不仅将月亮视为短暂访问的目的地,而且是持续人类存在的平台和行星际空间探索的门户。从注重地球的纳米卫星应用中汲取灵感,我们可以设想一个未来,在该未来中,类似技术在映射,监视和支持月球基础活动中起着至关重要的作用。从提供高分辨率的表面图像到促进通信和支持科学研究,纳米卫星可能会成为我们月球基础设施的骨干,考虑到成本效益和可靠性。本文概述了纳米卫星技术可能会严重影响月球勘探和人类定居点的十个关键领域。通过探索诸如映射,导航,资源识别和建立有效的地球通信等潜在应用,我们可以开始理解在我们寻求使月亮成为人类第二个家中的挑战和机遇的范围和规模。
摘要 磁化的太阳风在火星周围驱动着一个电流系统,维持着火星的感应磁层。太阳风还将能量传递给大气离子,造成持续的大气侵蚀,对火星的演化历史产生了深远的影响。在这里,我们使用基于图形处理单元 (GPU) 的混合等离子体模型 Amitis 首次重现了垂直于太阳风流动方向的行星际磁场下净电流和离子流的全局模式。得到的电流分布与观测结果相符,并揭示了更多细节。利用之前用相同模型表征的电场分布,我们首次计算了火星上整个等离子体和不同离子种类的能量传递率的空间分布。我们发现:(1)太阳风动能是驱动火星感应磁层的主要能量来源;(2)激波太阳风的能量通量从磁赤道平面流向感应磁尾中的等离子体片;(3)弓形激波和感应磁层边界都是发电机,等离子体能量从这里转移到电磁场;(4)行星离子充当负载并从电磁场中获取能量。最强烈的负载区域是行星离子羽流。本研究揭示的能量转移率的一般模式在感应磁层中很常见。它随上游条件的变化可以为观测到的离子逃逸变化提供物理见解。
由于航天器的开发和集成成本的减少,星际空间太空任务的数量不断增加,因此有避免操作卫星所需的地面基础设施饱和的冲动。已收到欧洲研究委员会资助的极端项目的目的是通过启用深空自治航天器来解决上述问题。这项工作介绍了Loop实验(Ellop)的前推进器,这是Politecnico di Milano的Dart实验室开发的设施。其目的是测试和验证针对卫星在深空中自动旅行的卫星量身定制的新型引导算法。因此,它应模拟低头推进系统的实际致动,确保产生的推力并将测量值馈送到高保真数值传播器中。值得注意的是,真正的实时模拟需要很长时间:完成行星际转移需要数月甚至几年。极值旨在利用物理系统的缩放模型,并将结果与此后的原始结果相关联。通过原始系统和快速发展的映射,可以在较短的时间范围内执行指导和控制模拟,这将持续几个小时或几天。一旦详细介绍了映射原理,本文描述了eLlout设施的布局和特征,然后概述了在极端框架中开发的指导和控制算法。最后,给出了一些初步结果,并概述了未来的发展。
目的:超高速撞击月球表面抛出的粒子在地球和月球之间形成一个环面。根据我们前期的研究,大约有2.3×10-4kg/s的粒子经过长期的轨道演化后撞击地球。我们主要关注这些地球撞击体,分析它们的轨道元素分布,并估计它们对地球观测的影响。方法:前期工作模拟了月球表面抛出的粒子的长期轨道演化,得到了它们在地月系统中的稳态空间分布。本文分析了地球撞击体的模拟结果,包括不同初始参数的撞击体占所有撞击体的比例、轨道元素分布以及粒子在几个地球观测站上的投射。结果:在一定的初始参数范围内,月球表面抛出的粒子更有可能撞击地球。大多数从月球抛射出的撞击体(约 70%)会在一年内到达地球,而大多数较小粒子(87.2% 的 0.2 µm 粒子和 64.6% 的 0.5 µm 粒子)会在一周内到达地球。根据轨道分布的差异,很大一部分从月球抛射出的地球撞击体可与行星际尘埃粒子区分开来。此外,从不同的地球观测站的角度来看,从月球抛射出的粒子可能呈现出不同的结构和方向。
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Konstantin Ciołkowski 和 Ary Sternfeld 为多级火箭的建造和航天器轨道的计算奠定了理论基础。Mieczysław Bekker、Werner Kirchner、Eugeniusz Lachocki、Woj- ciech Rostafiński、Stanisław Stankiewicz 和 Kazimierz Piwoński 参与了美国阿波罗计划。40 多年来,波兰科学院空间研究中心一直在实施机载卫星设备和行星际探测器项目。波兰参与苏联太空计划的顶峰是米罗斯瓦夫·赫尔马舍夫斯基的轨道飞行,波兰移民的后代卡罗尔·博布科、斯科特·帕拉津斯基、詹姆斯·帕维尔奇克、乔治·扎姆卡和克里斯托弗·弗格森作为宇航员参加了美国航天飞机飞行计划。在过去的半个世纪里,波兰科学家和工程师设计和建造了 80 多种用于太空任务的仪器,例如卡西尼-惠更斯号、火星快车号、罗塞塔号、火星好奇号探测器、火星洞察号、金星快车号、赫歇尔号、火卫一-土壤号、贝皮哥伦布号、太阳轨道器,或计划中的 Proba-3、欧几里得号、Juice、Arcus、Gamov、IMAP、雅典娜等。