近日,山东大学空间科学攀登团队自主研制的两个载荷搭载北京微纳星空科技有限公司的“默孚龙号”/“未名一号”小卫星在酒泉卫星发射中心成功发射升空。两载荷分别为电离层-磁层耦合与探测课题组自主研制的小型化朗缪尔探针载荷以及太阳风-磁层耦合课题组自主研制的中子与高能带电粒子辐射谱仪(简称“中子谱仪”)。目前,卫星顺利进入预定轨道,载荷遥测数据一切正常,不久将开展载荷调试运行实验。
近年来,针对国家战略和科学前沿需求,空间科学攀登团队依托空间科学研究院,结合山大多学科优势,联合机电与信息工程学院和前沿交叉科学青岛研究院等学院、跨越空间物理、电子、信息、光学、控制等学科,组建了多个学科交叉创新团队。各创新团队从科学源头出发,先后攻克了多项关键技术,成功研制了多台套的空间探测卫星载荷或地基装置,本次成功搭载发射的载荷便是其中的两个。
针对米级以下尺度的电离层不均匀是引起北斗等导航信号剧烈扰动的主要原因,有关其成因的研究亦是科学前沿,空间科学研究院电离层-磁层耦合与探测课题组组长张清和教授携科研团队与机电与信工学院杜清府及本院李延辉等教师组建学科交叉团队,一起自主研制了该小型化高精度朗缪尔探针载荷。该载荷主要用于探测电子密度、电子温度等电离层关键参数,其主要特点包括重量仅为1kg、功耗仅为1.84W;采用全新的探测方法和数据处理算法实现了亚米量级空间分辨率的探测能力(现有同类载荷获取的科学数据为10km量级,难以满足研究与建模的需求);采用微型化和集成化的设计,能够适用于当今大多数卫星平台,各项性能均达到国际先进水平。若进一步基于当前成熟的小卫星平台,可实现电离层多点精细探测与建模,有望精确探测电离层环境,为众多运行在电离层高度的卫星保驾护航。
针对近地太空对宇宙射线及大气闪电的响应等重要科学问题,空间科学研究院院磁层-太阳风相互作用团队负责人史全岐教授联合机电学院王小利及本院核物理组王硕等教师,创建了空间粒子辐射探测实验室,并组织多学科交叉团队自主研制了中子与高能带电粒子辐射谱仪。本次发射的中子谱仪为校企(北大-山大-微纳星空)联合研制卫星“未名一号”的四大载荷之一(“未名一号”卫星任务详细介绍),主要用来探测近地空间的中子分布,寻找中子辐射源,并探测来自地球空间内部和外部的高能带电粒子辐射来源,力图解决闪电产生的中子分布、闪电中子及宇宙线反照中子对地球辐射带质子的贡献等重大科学问题,并有望服务于近地空间中子和高能带电粒子辐射的监测和预报等重要需求。
“默孚龙号”小卫星是一颗30kg级的科学探测微小卫星,运行在530km高度,倾角97.5°的太阳同步轨道。此卫星与其他四颗卫星以“一箭五星”的方式被发射升空。
该两载荷的成功发射与上天实验,标志着学校空间科学学科发展迈上了新台阶,具有里程碑意义。后续技术的进一步迭代升级与广泛应用,将推动我国空间物理和空间天气研究、建模和预报的快速发展,产生原创性科学发现,服务于我国航空航天与卫星导航等国家战略,为建设“航天强国”贡献山大力量。
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