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小型激光天文动力学空间计划概念 总被引：1，自引：0，他引：1
倪维斗 朱进 武向平 褚桂柏 杨彬 高健 关敏 汤健仁 周翊 张中豪 黄天衣 曲钦岳 易照华 李广宇 陶金河 吴岸明 罗俊 叶贤基 周泽兵 熊耀恒 毕少兰 须重明 吴雪君 唐孟希 包芸 李芳昱 黄珹 杨福民 叶叔华 张书练 张元仲 聂玉昕 陈光 Joergen Christensen-Dalsgaard Hansjoerg Dittus Yasunori Fujii Claus Laemmerzahl Jean Francois Mangin Achim Peters Albrecht Ruediger Etienne Samain Stephan Schiller 《天文研究与技术》2002,(3):123-136
小型激光天文动力学空间计划是 :使用在太阳轨道上无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。 1 969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。 3 0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 ,也有了初步的方案。LISA空间计划将于 2 0 0 6年 8月发射SMART -2 ,研究测试极精确无拖曳航天。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 ( 2 0 0 1 ,9.1 3 -2 3 )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 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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CGC2星历框架 总被引：1，自引：1，他引：0
为了研究激光天文动力学空间任务概念，我们建立了CGC2星历框架及演算法。在此框架中，我们考虑了太阳，九大行星，月球等十一个主要天体和492颗直径大于65km的小行星。我们使用后牛顿运动方程式及Rnge-Kutta四阶数值方法，取的演进间距为0．01天。鉴于个人计算机的进展，此星历之演算在个人计算机上即可进行，算法及程序公开，可供研究者方便使用。在和JPL DE405之算法比较时，我们使用DE 405星历之参及初始值学演算并将其和DE 405之差与DE 403和DE405之差比较。结果显示，显示CGC2星历与DE405星历之演算结果相近。若要进一步成为独立的星历，则需重新拟合所有有效的观测数据。此公开的框架并可望在未来有新数据时供研究者改进。 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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本文扼要介绍了PMOE行星历表研究当前的进展和工作 ,给出了PMOE2 0 0 2与DE40 5历表的比较。 相似文献
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为了研究激光天文动力学空间任务概念,我们建立了CGC 2星历框架及演算法.在此框架中,我们考虑了太阳、九大行星、月球等十一个主要天体和492颗直径大于65km的小行星.我们使用后牛顿运动方程式及Runge-Kutta四阶数值方法,取的演进间距为0.01天.鉴于个人计算机的进展,此星历之演算在个人计算机上即可进行,算法及程序公开,可供研究者方便使用.在和JPL DE 405之算法比较时,我们使用DE 405星历之参数及初始值演算并将其和DE 405之差与DE 403和DE 405之差比较.比较结果,显示CGC 2星历与DE 405星历之演算结果相近.若要进一步成为独立的星历,则需重新拟合所有有效的观测数据.此公开的框架并可望在未来有新数据时供研究者改进. 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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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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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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激光天文动力学引力波探测任务ASTROD-GW(ASTROD[AstrodynamicalSpace Test of Relativity Using Optical Devices Optimized for Gravitation WaveDetection)是ASTROD专注于探测引力波的优化方案,其航天器轨道在日地拉格朗日点L_3、L_4、L_5附近,构成一个接近等边的三角形阵列,干涉臂长约为2.6×10~8 km,其可探测的引力波波长可达LISA(Laser Interferometer Space Antenna)的52倍.文中综述ASTROD-GW轨道的设计和优化方法.轨道经优化后,其臂长差(在激光干涉测量中可称为干涉差)10 yr内的变化为10~(-4) AU量级、3个臂长方向的多普勒速度小于4 m/s,均小于LISA的要求,因此LISA发展的激光测距技术可用于ASTROD-GW. 相似文献