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【精品】雙星計劃與空間探測0 雙星計劃與空間探測雙星計劃雙星計劃是我國第一次以自己提出的探測計劃并開展國際合作的重大科學探測項目。 雙星計劃與歐空局Cluster II的4顆人類歷史上第一次進行地球空間“六點探測”，開始了地球空間天氣多層次和多時空尺度研究新階段。 雙星計劃包括兩顆小衛(wèi)星近地赤道衛(wèi)星，軌道高度57778916公里和近地極區(qū)衛(wèi)星，軌道高度55838362公里。 赤道衛(wèi)尾區(qū)的磁層空間暴過程及向陽面磁層頂區(qū)太陽風能量向磁層中的傳輸過程；極區(qū)衛(wèi)星將探測太陽風能量和近地磁尾區(qū)能量向極區(qū)氣的傳輸以及電離層粒子向磁層中的傳輸過程。 “地球空間雙星探測計劃”的軌道設計和科學目標，正是當前國際上日地空間物理發(fā)展所需求的，因而受到了國際空間物理動表示積極與雙星計劃進行合作。 歐空局科學代表團訪華期間，歐空局科學部主任R.Bon和CLUSTER2項目科學家對雙星計劃議，指出“中科院空間中心提出的雙星計劃將會對正在實施的國際日地物理計劃（ISTP）作出重要貢獻，對于提高歐空局CLU學意義也是至關(guān)重要的。 空間探測的現(xiàn)狀40年前絕大多數(shù)科學家都認為地球除了接受太陽光的輻射恩惠外，幾乎是在一個空無一物的真空中估計的運行著。 現(xiàn)在這種改變了，于是便誕生和成長起日地空間物理。 如果說地球是沉沒和行駛在在一種電離氣體等離子體的海洋里，像潛艇在海洋中種能量的等離子體洪流中行駛著，人們也會感到驚奇。 確實地球就在這種“海洋里”，每時每刻都經(jīng)受著平均風速高達400公里子體的吹襲。 即使你沒有聽到風吼，也感覺不到房屋和大地的搖動，這狂風確實強烈地影響了地球。 在地球的兩極區(qū)，會突然有掛下來；地磁場發(fā)生了強烈的擾動磁暴；無線電通訊突然中斷；衛(wèi)星上的儀器莫名其妙地損壞了；地面上長程輸電線路感應這些想象都與地球外空發(fā)生的某些物理過程有關(guān)。 日地系統(tǒng)和地球磁層結(jié)構(gòu)圖20世紀前50年，人們對地球外層大氣和電離層都知之甚少，更不用說廣袤日地空間里的現(xiàn)象。 受觀測手段的局限主要是地的觀察，分布全球的地磁臺長期觀測分析出地磁場的各種變化，并由此反演和推斷引起這種變化的外空原因。 地磁場每日規(guī)則變電離層電流體系和由地磁暴推斷圍繞地球環(huán)電流的存在就是成功的例子。 極光形態(tài)圖早在1931年恰普曼就預見到地球磁場不會延伸到無窮遠，他們將被太陽風限制住，他計算了太陽風等離子體和地磁場的相向地球掃過來的太陽風等離子體看做是幾乎沒有電阻的導體平面，在導體一側(cè)有地球偶極子磁場，另一側(cè)是沒有沒有磁場的等離風等離子體前進到接近地球磁場時，導體品面就產(chǎn)生感應電流，這感應電流既把地磁場限制在一定范圍內(nèi)，同時也阻止太陽風等場深處。 這就是我們今天了解到的地球磁層形成的雛形。 1958年美國天文學家帕克（Paker）預言了太陽風太陽連續(xù)吹出的年后被觀測證實地磁場被太陽風包圍，完全被限定在一個范圍，地球和行星際空間接壤有了自己永久的邊界，這就是磁層。 太陽高能粒子可直達電離層和地球大氣。 夜間圍繞地磁尾是薄的等離子體片。 在環(huán)繞地球的赤道區(qū)高能電子和離子形成幾個叫做輻射帶，它們被更廣大的熱等離子層包圍著。 所有這些結(jié)構(gòu)都通過地磁力線與地球的電離層聯(lián)系著。 邊界層附近是太陽風穿子體和由磁層內(nèi)部逃逸出來的等離子體混合著。 太陽表面發(fā)生的劇烈活動（耀斑、日冕物質(zhì)拋射事件等等），會使通常比較穩(wěn)定的行星際太陽風發(fā)生劇烈變化，并影響地球能量聚集到磁尾，然后通過磁暴和磁層亞暴將能量釋放出來。 磁暴和磁層亞暴主要通過粒子塵降、場向電流和對流電場，向地球量產(chǎn)生極光，并引起電離層、熱層擾動，形成電離層暴和熱層暴，影響中性大氣和電離層全球結(jié)構(gòu)變化。 在磁暴期間，赤道環(huán)電形成強烈的地磁擾動。 有時磁暴期間還會形成輻射帶相對論性電子增強，它是和太陽活動密切相關(guān)的。 探測地球空間奧妙的雙星在空間時代來臨之前，人類對外層空間的認識主要是根據(jù)地球表面觀測到的現(xiàn)象去推測外層空間所發(fā)生的一些物理過程。 19地球衛(wèi)星的發(fā)射成功開辟了人類對地球外層空間和行星際直接探測的的新時代，隨著航天技術(shù)飛速發(fā)展，人類探測、研究和利用也有了極大的提高，發(fā)現(xiàn)了大量新的現(xiàn)象（地球輻射帶、地球弓激波、磁層頂、磁尾和太陽風等）。 目前空間探測的重點已由早空間發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)入深入了解地球空間環(huán)境發(fā)生復雜物理過程方面。 空間探測的發(fā)展趨勢世界空間探測已進入全面發(fā)展的新時代，首先，空間探測已趨向多元化，而不再是美蘇等一兩個國家獨霸空間探測領域。 歐不僅連續(xù)發(fā)射成功火星探測器、月球探測器和彗星探測器，而且還將發(fā)射金星和水星探測器，并在xx年初宣布了其龐大的“計劃，即向美國“叫板”，在2030年左右把人送上火星。 中國和印度也將在空間探測方面占有一席之地。 中國于xx年初正式開探月工程，xxxx年發(fā)射首顆探月衛(wèi)星。 印度則在xx年決定，把原計劃于xx年發(fā)射“月球初航”探測器的時間提前到探測技術(shù)水平大幅度提高是特點之二。 例如，“勇氣”號和“機遇”號的性能遠高于1997年首次在火星上行駛的“旅居者”號對火星較大范圍的移動考察，代表了火星探測的重要階段。 經(jīng)過13個月的飛行，歐洲“智慧”1號月球探測器于xx年11月道，從而表明，這個世界第1個聯(lián)合使用太陽能電推進系統(tǒng)和月球引力的空間探測器達到了預期的效果，此舉對未來航天技術(shù)的用。 在經(jīng)過長達約7年、航行35億千米的星際歷程之后，價值連城的世界首個土星專用探測器“卡西尼”，終于在xx年7月道，它已發(fā)回不少很寶貴的圖像，并在12月25日向土衛(wèi)六表面釋放“惠更斯”著陸器。 第三個特點是彗星探測成為“新寵”。 行已久的美國“星塵”號彗星探測器與懷爾德2號彗星交會，并在離彗核很近的距離用密度極低的氧化硅氣溶膠首次獲取彗核物返回地球的途中。 這將是人類首次把除地球的衛(wèi)星月球以外的樣本送回地球，也是“阿波羅”計劃后的首次樣品回送任務。 宙形成和地球生命起源的研究提供重要線索。 歐洲空間局則xx年3月2日發(fā)射了其第1個彗星探測器“羅塞塔”。 它將經(jīng)過進入“楚留莫夫-格拉西門克”彗星軌道，并向該彗星著陸器，這在人類航天史上也是前所未有。 總的來說，空間探測將為人類大規(guī)模開發(fā)空間資源奠定技術(shù)基礎，解決地球上存在的能源問題、人口問題和環(huán)境問題等。 地是有限的，大約80億110億，因此有些人已經(jīng)開始研究向外空移民的方案了；地球上的能源也日益緊張，開發(fā)太空礦藏也是空標。 從目前人類的科學認識、技術(shù)水平和經(jīng)濟條件等方面綜合考慮，在可以預測的將來，空間探測重點仍將是月球和火星。 月球是建設月球基地，開發(fā)和利用月球的資源和能源與特殊環(huán)境，為人類社會的可持續(xù)發(fā)展服務。 歐洲的“智慧”1號計劃、中國的劃和印度的月球探測計劃等，均以月球資源探測為主要目標。 本世紀前20年將掀起人類探測火星的新熱潮。 它是人類開展深空驟。 人類可望于xx年在地球上獲得火星返回樣品，最終實現(xiàn)載人登上火星。 jUmXp!s&w)z0C4F7IaMdPgSkVnZq$t*x-A1D5G8KbNeQiTlWo#r%v(y+B3E6H9LcOgRj UmYp!s&w)z1C4F7JaMdPhSkWnZq$u*x-A2D5H8KbNfQiTlXo#s%v(y0B3E6I9LcOgRjVmYp!t&w)z1C4G7JaMePhSkWnZr$u*x+A2D5H8KcNfQiUlXo#s%v)y0B3F6I9LdOgSj VmYq!t&w-z1D4G7JbMePhTkWnZr$u(x+A2E5H8KcNfRiUlXp#s%v)y0C3F6IaLdOgSjVnYq!t*w-z1D4G8JbMeQhTkWoZr%u(x+B2E5H9KcOfRiUmXp#s&v)y0C3F7IaLdPgSj VnYq$t*w-A1D4G8JbNeQhTlWoZr%u(y+B2E6H9KcOfRj 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