中國科學(xué)家提出新的深空探測概念——環(huán)日全景探測任務(wù)
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)EurekAlert!：隨著人類科技的發(fā)展，人類活動的科學(xué)空探疆域從陸地、海洋、家提景探天空拓展到了太空以及其他行星。出新測概測任在不久的念環(huán)將來，深空和其他類地行星，日全將會成為人類活動的中國下一個主戰(zhàn)場。太陽是科學(xué)空探宇宙中離我們最近的一顆恒星，它在多種時間尺度內(nèi)影響著我們的家提景探行星際空間環(huán)境和行星空間環(huán)境。全方位的出新測概測任觀測和認識太陽活動及其在行星際空間傳播演化的規(guī)律和對行星空間環(huán)境的影響，是念環(huán)我們進入深空拓展新疆域的必備能力之一。
為此，日全中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)汪毓明教授聯(lián)合紫金山天文臺、中國中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院、科學(xué)空探山東大學(xué)、家提景探中國科學(xué)院大學(xué)等單位相關(guān)團隊在Science China Technological Sciences 發(fā)文，提出了一個新的深空探測概念——環(huán)日全景探測任務(wù)。
這一概念首次提出在黃道面上位于地球和金星之間環(huán)繞太陽的三個橢圓軌道上，部署六個探測器，來全方位地觀測和研究太陽和內(nèi)日球?qū)印３醪皆O(shè)計六個探測器分為三組，每組中的兩個探測器間隔約30度，兩組之間間隔約120度。通過這種布局，環(huán)日全景探測任務(wù)將使我們具備三種前所未有的能力：（1）準確測量光球?qū)拥氖噶看艌觯唬?）提供360度太陽和內(nèi)日球?qū)拥娜皥D像；（3）多尺度多經(jīng)度的解析太陽風(fēng)擾動結(jié)構(gòu)。通過這些觀測能力的建立，我們將深入研究太陽周的起源、太陽爆發(fā)活動的起源、太陽風(fēng)擾動結(jié)構(gòu)的起源以及災(zāi)害性空間天氣事件的起源這四個重大科學(xué)問題。
為實現(xiàn)上述科學(xué)目標，該研究建議六個環(huán)日全景探測器上裝備如下科學(xué)載荷：磁場和日震成像儀、多波段極紫外成像儀、廣角日冕儀、射電頻譜儀、矢量磁強計、太陽風(fēng)等離子體分析器和高能粒子探測器等。初步估計每個探測器上科學(xué)載荷總質(zhì)量小于110 kg，功耗不超過180 W，峰值數(shù)據(jù)率52.06 Mbps。
根據(jù)我國現(xiàn)有運載能力，可以使用長三甲或長三乙，以一箭雙星的方式，分三次發(fā)射來完成整個探測任務(wù)的部署。具體部署探測器的周期和運載火箭的選擇依賴于軌道的參數(shù)。在整個任務(wù)中最具挑戰(zhàn)性的困難是數(shù)據(jù)傳輸。以目前傳統(tǒng)的通訊方式，相距0.25 AU（太陽和地球的平均距離為1 AU）時數(shù)據(jù)傳輸率約5 Mbps，相距2 AU時傳輸率將低至70 kbps。這一數(shù)據(jù)傳輸率遠低于理想的科學(xué)需求。而解決這一矛盾的方法，可以通過星上數(shù)據(jù)篩選有選擇的傳輸關(guān)鍵數(shù)據(jù)，或者發(fā)展新一代深空通訊技術(shù)，如激光通訊技術(shù)等。
環(huán)日全景探測任務(wù)實施周期長、代價高，但其科學(xué)意義和應(yīng)用意義顯著。它可以分三個階段實施，每兩個探測器的部署為一個階段。任何一個階段的成功實施，都能帶來探測能力和科學(xué)研究上的巨大進步；同時分組的設(shè)計思路，使得該任務(wù)具有國際合作的前景和可能。環(huán)日全景探測任務(wù)的成功實施將極大促進我們對太陽和周圍日地空間環(huán)境的認識，從而提高人類進入深空拓展新疆域的能力。
該探測任務(wù)的預(yù)先研究得到了中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項和國家自然科學(xué)基金委員會應(yīng)急管理項目的資助。
了解研究詳情，請讀原文： Wang Y M, Ji H S, Wang Y M, et al. Concept of the solarring mission: Overview. Sci China Tech Sci, 2020, 63, https://doi.org/10.1007/s11431-020-1603-2