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小型激光天文动力学空间计划概念 总被引：3，自引：1，他引：2
小型激光天文动力学空间计划是：使用在太阳轨道上天拖曳航天器和地面站以激光干涉和脉冲测距的方法，精确地探讨天文动力学，检测相对论与时空基本定律，改进探测引力波的灵敏度以及更准确地测定太阳，行星和小行星的参数。1969年开始的月球激光（反射）测距，对地球物理，参考坐标的选定，相对论的检验均有重要的贡献。30年来，激光技术的长足进步，使现在正是适合于开始进行研究空间有源（主动）测距和光波空间通讯的时候。激光正是适合于开始进行研究空间有源（主动）测跑和光波空间通讯的时候。激光天文动力学的兴起是必然的趋势，其精确度将比现在提高3到6个数量级，将是天文动力学革命性的发展。小型激光天文动力学空间计划可以起到带头作用。它的关键技术有三，即：弱光锁相，极精确无拖曳航天和高衰减日冕仪。弱光锁相已有长足的进步。对高衰减日冕仪的研究，也有初步的方案。LISA空间计划将于2006年8月发射SMART－2，研究测试极精确地拖曳航天。小型激光天文动力学空间计划的关键技术已日趋成熟。在第一届国际激光天文动力学研讨会（2001，9．13－23）中介绍了各相关学科背景及前沿研究，讨论了激光天文动力学空间计划科学目标及相关技术，并召开了两次小型激光天文动力学空间计划预研究筹备会，建立了和欧洲的合作关系。会后着手进行此项对基础物理，太阳系探索及引力波天文学有重要科学价值的空间计划预研究。 相似文献
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近年来激光物理与应用的进展促成了激光天文动力学空间任务概念的提出。在激光天文动力学任务概念研究方面 ,必须对由远程航天器上传回的激光进行讯号的测量与处理。激光经过长距离的传输后 ,功率大幅下降 ,因此在空间任务概念的考虑上 ,弱光锁相是计划中关键性的技术。由航天器射来的激光 ,经过望远镜聚光后与本地激光进行锁相 ,由本地激光承载及传达太空激光的相位信息。实验中 ,我们使用 2支半导体激光泵浦非平面环形共振腔钇镏石激光 (Diodelaserpumpednon -planarringcavityNd :YAGlaser) ,分别代表远程的弱光及代表本地的强光 ,建立弱光锁相环路系统 (weak -lightphase -lockedloopsystem)。以中性光强度滤光器 (ND -filter;neutraldensityfilter)减弱光讯号来仿真远程激光传来的弱光。在相位探测部分使用均衡探测法 ,消除激光强度噪声 ,以提高讯噪比。同时配合适当的环路滤波器 ,控制激光频率 ,提高锁相的能力。对 2nW的弱光与 2mW的强光可长时间锁相 ,其均方根相位误差为 57mrad。 2 0 0pW的弱光与 2 0 0 μW的强光锁相时间可达 2h以上 ,其相位误差为 2 0 0mrad。 2 0pW的弱光与 2 0 0 μW的强光锁相时间亦可达 2h以上 ,其相位误差为 1 60mrad。最后 ,我们对 2pW的弱光与 2 0 0 μW的强光锁相 , 相似文献
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近年来激光物理与应用的进展促成了激光天文动力学空间任务概念的提出。在激光天文动力学任务概念研究方面，必须对由远程航天器上传回的激光进行讯号的测量与处理。激光经过长距离的传输后，功率大幅下降，因此在空间任务概念的考虑上，弱光锁相是计划中关键性的技术。由航天器射来的激光，经过望远镜聚光后与本地激光进行锁相，由本地激光承载及传达太空激光的相位信息。实验中，我们使用2支半导体激光泵浦非平均环形共振腔钇馏石激光（Diode laser pumped non-planar ring cavity Nd:YAG laser），分别代表远程的弱及光代表本地的强光，建立弱光锁相环路系统（weak-light phase-locked loop system)。以中性光强度滤光器（ND－filter;neutrel density filter)减弱光讯叫来仿真远程激光传来的弱光。在相位探测部分使用均衡探测法，消除激光强度噪声，以提高讯噪比。同时配合适当的环路滤波器，控制激光频率，提高锁相的能力。对2nW的弱光与2mW的强光可长时间锁相，其均方根相位误差为５７mrad。 200Pw的弱光与200μW的强光锁相时间可达2h以上，其相位误差为200mrad。20pW弱光与200μW的强光锁相时间亦可达2h以上，其相位误差为160mrad。最后，我们对2pW的弱光与200μW的强光锁相，锁相后的相位误差为290mrad，锁相时间可维持一分半钟。 相似文献
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在LISA,ASTRODI和ASTROD之类用于探讨引力波天文、天文动力学和相对论测试的深空激光探测计划中,暴露在空间粒子环境中的无拖曳测试质量将会受各种带电粒子的影响而带电,引起库伦力和洛伦兹力干扰,从而影响实验数据的精度．在先前的工作中,已用GEANT4工具包模拟了银河宇宙射线中质子和氦核以及太阳高能粒子事件对测试质量的充电过程．文章里,参数化了行星际电子和主要种类的重核,并模拟了由测试质量块在行星际电子和C,H,O等重核环境中的充电速率．行星际电子源主要是木星和银河,而重核主要来自于银河宇宙射线．经过模拟计算,ASTRODI测试质量由行星际电子引起的充电速率大约是行星际质子在太阳活动最小值时的9％,在太阳活动最大值时的28％．行星际重核相对于行星际质子在太阳活动最小值和最大值时的贡献分别约是0．83％和1．64％． 相似文献
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在LISA,ASTROD I和ASTROD之类用于探讨引力波天文、天文动力学和相对论测试的深空激光探测计划中,暴露在空间粒子环境中的无拖曳测试质量将会受各种带电粒子的影响而带电,引起库伦力和洛伦兹力干扰,从而影响实验数据的精度.在先前的工作中,已用GEANT4工具包模拟了银河宇宙射线中质子和氦核以及太阳高能粒子事件对测试质量的充电过程.文章里,参数化了行星际电子和主要种类的重核,并模拟了由测试质量块在行星际电子和C,H,O等重核环境中的充电速率.行星际电子源主要是木星和银河,而重核主要来自于银河宇宙射线.经过模拟计算, ASTROD Ⅰ测试质量由行星际电子引起的充电速率大约是行星际质子在太阳活动最小值时的9%,在太阳活动最大值时的28%.行星际重核相对于行星际质子在太阳活动最小值和最大值时的贡献分别约是0.83%和1.64%. 相似文献
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天文地球动力学利用空间与地面观测手段 ,监测和研究地球整体与各圈层的物质运动以及它们间的相互作用 ,这都离不开广义相对论涉及的时间与空间。随着空间对地观测精度的提高 ,为了充分利用高精度观测提供的信息 ,在天文地球动力学的研究中必须考虑相对论效应。所涉及的相对论效应包括 :( 1 )相对论参考系的建立 ,( 2 )在恰当的参考系中对观测者和被观测对象的相对论运动方程 (平动和自转 )的描述 ,( 3 )观测者和被观测对象间的电磁信号传播 ,( 4 )依赖于坐标选择的结果与具有物理意义的可观测量间的转换 ,( 5)某些基本概念与定义在广义相对论框架下的重新确认。本文对天文地球动力学中的这些相对论效应作了简要的评述。 相似文献
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天文地球动力学中的相对论效应 总被引：3，自引：0，他引：3
天文地球动力学利用空间与地面观测手段，监测和研究地球整体与各圈层的物质运动以及它们间的相互作用，这都离不开广义相对论及的时间与空间。随着空间对地观测精度的，为了充分利用高精度观测提供的信息，在天文地球动力学的研究中必须考虑相对论效应。所涉及的相对论效应包括：（1）相对论参考系的建立，（2）在恰当的参考系中对观测者和被观测对象的相对论运动方程（平动和自转）的描述，（3）观测者和被观测对象间的电磁信号传播，（4）依赖于坐标选择的结果与具有物理意义的可观测量的转换，（5）某些基本概念在定义在广义相对论框架下的重新确认。本文对天文地球动力学中的这些相对论效应作了简要的评述。 相似文献
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以ASTROD I (Astrodynamical Space Test of Relativity using Optical Devices I,单航天器天文激光动力学)为例介绍无拖曳卫星的结构及其工作原理.推导了其动力学方程,并在此基础上建立了卫星的动力学数值仿真器.将H2最优控制理论运用于以噪声压制为主要目的的无拖曳卫星控制系统的设计,通过传递函数法及数值法双重分析表明所设计的控制器能符合卫星的控制要求,同时表明在控制器设计过程中采用的线性化假设是适当的. 相似文献
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《天文爱好者》2002,(6)
欢呼我国载人航天取得新进展3:2 中国天文学成果斐然的十年6:2中国天文学会大事记6:17空间太阳望远镜科学卫星6:6国家“九五”重大科学工程LAMOST简介6:8 太阳、太阳系 火星上为什么会有液态水1:2 中国天文爱好者独立发现一颗新彗星2:2 陨石和彗星给地球带来了糖和生命2:7我国天文爱好者发现新流星群2:13业余天文学家周兴明再次发现新彗星:SOH0—422 3:8 迎接2002年12月4日日全食3:40毁月决不可,探月展宏图4:7太阳系浸泡在本星际云内5:11谈月球探测6:10 宇宙学 暴胀宇宙学说的两则副产品1:25宇宙中真的有暗能量吗2:17裸奇性·负能量·蠕… 相似文献