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填补国内技术空白,科研团队成功研制出电场探测仪点击次数:103 发布时间:2018-11-05

近日,我国首颗自主研发建造的电磁监测试验卫星——“张衡一号”在酒泉卫星发射中心成功发射,使我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。作为星上主要载荷之一,由中国航天科技集团公司五院510所创新研发的电场探测仪实现了应用,将在未来5年探测卫星轨道环境空间电场,服务于我国地震研究。

科研团队成功研制出电场探测仪 填补国内技术空白

近年来科学家们发现地震会对空间等离子体环境的电磁场产生影响,甚至会在地震前就已经开始产生影响,因此科学家希望通过研究空间等离子体变化与地震活动的关联规律,来探索如何攻克“地震预报”这一世界难题。“张衡一号”卫星正是在这种背景下诞生的。

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510所副所长王润福介绍,与以往在地面监测电磁波的多种方式相比,利用天基平台对地球电磁波变化进行监测可以说“站得更高,看得也更远、更广”,因此被形象地称为“跳出地球看地震”,此次“张衡一号”的发射应用也标志着我国具备全疆域和全球三维地球物理场动态监测能力。

王润福介绍,510所于2011年启动前期研究工作,历经7年攻关,科研团队成功研制出电场探测仪,这一技术填补了国内技术空白,其中电场分辨率、灵敏度等核心指标均达到国际领先水平,电场探测仪也成为我国电磁监测领域中首ge在航天应用的载荷产品。

“电场探测仪通过伸杆向卫星本体外伸出4个长4.5米的传感器,就像4个灵敏的‘触角’,每两个传感器为一组,可以感知等离子电势换算得出空间三维电场。”510所空间探测载荷工程中心副总王鹢介绍,在卫星内部,有一个被称为“信号处理单元”的高灵敏电子学测量设备,就好比电场探测仪的“大脑”,它把“触角”探测到的微小频谱进行精细处理后,再将这些科学数据快速回传到地面,经过科研人员分析研究,最终积累形成数据库,用于地震研究。

510所空间探测载荷工程中心技术总监雷军刚介绍说:“电场探测仪当初的设计指标超过之前国际发射的同类卫星的最高水平,因此对我们来说是又新又难,其中同时解决宽频带、大动态范围、微弱信号监测电磁学领域三大难题的要求是最困难的。”研发中,团队先后攻克了测试标定等技术难题,相当于将电场探测仪灵敏度的国际最高水平提升了一个量级,又在国际市场封锁的情况下,解决了滑环电缆等工程难题,实现了诸多创新。

“此次创新成果的应用,在形成510所新的技术增长点的同时,有效支撑了国家航天事业发展,更重要的是以电场探测仪为开端,510所近几年陆续启动了很多新载荷研制项目,这些新载荷将在我国未来火星探测、小行星探测等领域发挥重要作用。”王润福说。

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