空间VLBI的研究现状

评述了过去近三十年中空间VLBI的发展．其内容包括空间VLBI的简短发展历史,空间VLBI与地面VLBI的不同、空间VLBI的目前状况和空间VLBI的未来展望。着重介绍了作为首次空间VLBI的VSOP的各个方面情况,并给出了VSOP的连续谱、谱线普查样本,供参考。     

新一代木星探测器——“朱诺”升空

2011年8月5日,美国宇航局新一代木星探测器——“朱诺”（Juno）由宇宙神-5火箭发射升空。至今已有多个空间探测器飞向或接近了木星及其卫星．其中包括先驱者10号、11号、旅行者1号、2号、“伽利略”、“尤利西斯”和“新视野”空间探测器,其中只有“伽利略”是真正意义上的第一个木星探测器.     

色球和日冕的MHD加热机制

扼要地介绍了色球和日冕加热问题的研究历史。随着空间太阳观测技术的进步，人们认识到色球和日冕加热机制主要与MHD过程有关。因此，在本文中着重介绍四种MHD色球和日冕加热机制：（1）阿尔芬波；（2）MHD湍动；（3）场向电流；（4）磁重联。由于这四种加热机制的有效性都需要通过高分辨率观测来判定，所以空间太阳观测对于研究色球和日冕加热问题具有重大意义。     

2009年若干典型低轨空间区域空间碎片分布仿真

空间碎片在太空中的累积越来越多,它们主要聚集在离地球表面2000km高度以下空间区域内.空间碎片引起的空间"污染"越来越威胁到在轨工作飞行器的安全.这里主要对600km、700km和800km轨道高度,倾角分别为30°、60°和98°的低轨道空间区域的空间碎片分布进行了仿真计算.可以为在轨飞行器安全运行及未来飞行器在空间布局决策提供一定参考.     

GAIA计划与微角秒天体测量学

欧洲空间局正在考虑的空间天体测量卫星计划（GAIA计划）将对目视星等V亮于15．5mag的5千万颗目标进行位置、自行和视差的测定,其精度为10μas,同时还对这些目标进行多色多历元光度测定．该计划可对星系距离尺度、恒星演化、银河系运动学和动力学以及参考架联结等方面进行深入研究．其开创的微角秒天体测量学亦将会对天体物理学、太阳系天体和参考架联结等方面的研究产生深远的影响．     

球状星团成员星的空间相关性分析

以球状星团NGC (New General Catalogue) 104、NGC 5139、NGC 6121为实验样区, 选取了视差等10个恒星参数, 通过引入地学中的空间分析理论和相应的分析框架为定量描述球状星团成员星的空间分布特征提出了一种基于地学的研究范式. 通过计算全局和局部莫兰(Moran)指数得到球状星团成员星各恒星参数的空间分布特征. 研究结果表明: 球状星团NGC 104、NGC 5139、NGC 6121成员星的各恒星参数在总体上呈现出空间正相关特性, 表现出空间集聚特征, 但不同恒星参数之间存在差异; 局部空间分布也呈现聚集特征, 而不同的成员星呈现出不同的空间分布特性和趋势. 总体而言, 用地学空间相关分析系统地定量化描述球状星团成员星空间分布特征, 能够为球状星团的研究提供新的思路.     

利用基本天体测量仪器开展天文测光研究(英)

讨论有关天体测量中的测光问题，介绍一些地面天体测量仪器和空间天体测量望远镜的测光研究。给出一种测光资料的处理方法，并建议利用DCMT开展天文测光课题研究。     

日食的射电观测(英)

日食为射电天文提供了一维高空间分辨率太阳射电观测机会．日食射电观测在太阳射电物理的发展上起过重要的作用．文中对日食射电观测的若干重要因素作了介绍和分析．日食射电观测在我国太阳射电天文发展上也起了重要作用．文中简要介绍了在我国组织观测的1958年、1968年、1980年及1987年的太阳射电日食观测及其主要结果．     

用中子星限制暗物质粒子散射截面

中子星可以通过重子物质和暗物质的相互作用吸积暗物质,且在一定条件下, 中子星吸积的暗物质粒子可以引发自引力塌缩形成小型黑洞, 生成的黑洞可能会进一步吞噬中子星.依据文献已有模型, 基于以上物理过程给出了在暗物质粒子不同质量下对暗物质粒子--中子的散射截面的限制.使用弱相互作用大质量粒子(Weakly Interacting Massive Particle, WIMP)模型, 并考虑暗物质粒子是玻色子的情形, 讨论了暗物质粒子有无自相互作用以及有无湮灭等条件下对限制暗物质参数的影响.既考虑了已发现的两个中子星系统来给出对暗物质参数空间的限制,也考虑了两个可能存在的年老中子星来预测未来观测可能对暗物质参数空间的限制.对于考虑玻色--爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein Condensate, BEC)的玻色子暗物质, 在无自相互作用或有弱自相互作用, 无湮灭或有很小湮灭截面的条件下,中子星给出的间接观测对暗物质粒子-中子散射截面的限制的强度比XENON1T直接探测实验来得更强.未来, 如果在银心附近能观测到年老中子星, 其观测结果可以提升模型给出的对暗物质粒子--中子散射截面的限制, 从而帮助人们进一步理解暗物质.     

低轨空间目标光度统计分析

光度是空间目标的基本特征之一,常用于空间目标的辅助识别,也可用于计算空间目标光学散射截面.空间目标通常因反射太阳光而发亮,其亮度受到多种因素影响.多目标光度观测设备运行以来,积累了大量空间目标的光度数据.对此设备测光的整体精度进行了评估,列出了空间目标相位角-星等关系(PA-m)的几种常见情况,并对2 000多个低轨目标的光度情况进行了统计.     

疏散星团M67成员星的两点相关分析

对著名老年疏散星团M67的成员星进行了两点相关函数分析,讨论了团星的空间分布情况及质量分层现象.结果表明:M67成员星的两点相关函数能很好地用幂律形式来描述,其成员星在空间分布上具有显著的成团性和自相似性.对M67不同光度成员星两点自相关函数的分析表明,亮星相比暗星具有更强的相关强度和更大的相关指数,说明在星团内部出现了明显的空间质量分层现象,亮星比暗星具有更强的成团性和更大的中心聚度.不同光度成员星间两点交叉相关函数的分析进一步表明,不同光度成员星之间并没有表现出绝对的空间质量分层现象,亮星和暗星在空间分布上相互交织、相互渗透.     

基于Snake模型的空间目标跟踪方法

针对低轨变光空间目标和较亮空间目标的跟踪不稳问题,采用主动轮廓模型,提出一种改进的GVF-Snake算法,实现了星像实际轮廓的实时搜索.结合Kalman滤波外推,实现了一种空间目标的自适应跟踪方法.实验表明,跟踪过程中方法能够克服采用固定窗口带来的跟踪误差,提高跟踪的稳健性.     

空间太阳望远镜数据总线解决方案

空间太阳望远镜的星上数据处理系统需要对高速、海量的科学数据流进行实时处理,选择合适的空间数据总线解决方案至关重要.SpaceWire是由欧空局提出的一种新型高速串行数据总线标准,已经应用并计划用于ESA和NASA等多个任务中.在空间太阳望远镜项目中,Spacewire将负责在五个载荷仪器和科学处理单元(SDPU)之间组建网络,完成高速数据传输的任务.通过对SpaceWire协议进行分析,设计了基于SpaceWire的双冗余总线的容错方案.建立了基于DSP+FPGA结构的通信测试平台,并分别给出软硬件设计及测试结果.     

暗物质空间探测器BGO量能器的读出设计

暗物质空间探测器是中国科学院紫金山天文台暗物质空间天文实验室提出的,其目的是为了探测暗物质粒子湮灭可能产生的高能电子和伽玛粒子.整个探测器主要由BGO(Bismuth germanate,锗酸铋)高能图像量能器和闪烁体径迹探测器构成.探测器的能量探测范围将覆盖10 GeV到10 TeV的高能电子和伽玛粒子,其中高能粒子的能量主要沉积在BGO量能器中.为了验证探测器方案,紫金山天文台暗物质空间天文实验室设计了暗物质空间探测器BGO量能器的读出系统原型,并对其进行了初步的测试.     

基于SQL/NoSQL的空间目标光学特性数据混合存储策略

为解决海量空间目标光学特性数据入库与检索效率低、非结构化数据存储与管理困难、数据服务扩展性差和无法满足多用户获取实时请求数据的问题,提出一种空间目标光学特性数据混合存储策略.首先,利用光学特性数据中光源与探测角度的规律性,对数据进行处理并构建检索策略;其次,结合空间目标光学特性数据应用领域在数据存储、处理和访问方面的需求特点,构建空间目标光学特性数据混合存储策略,并设计了数据检索体系结构;最后,选取空间目标模拟光学特性数据入库和检索两个场景进行验证.实验结果表明,存储数值数据情况下,混合存储策略数据入库效率较传统关系型数据库提高超过17倍;存储数值数据和图像文件情况下,提高超过34倍;在多用户请求下混合存储策略数据检索效率较传统存储策略有较大提升.提出的混合存储策略能够有效地满足空间目标光学特性相关的仿真、测试与实验对数据的实时请求需求.     

无缝光谱仪用紫外透射闪耀光栅的制作

无缝光谱巡天是如今国际天文学研究的重点方向, 相比较地基巡天任务, 空间巡天可获取更多紫外波段与红外波段的光谱信息, 其发展受到色散元件的制约, 针对紫外波段的核心色散元件---紫外透射闪耀光栅开展了一系列研究. 通过全息干涉光刻产生图形, 离子束垂直刻蚀将图形转移至基底形成光栅掩模, 利用光栅掩模对倾斜离子束的遮挡作用, 使得槽底不同部位受到离子束的轰击通量不同, 从而获得非对称的槽形结构. 实验分析了倾斜离子束刻蚀中沉积物的主要组成以及对槽形和闪耀角度的影响, 并在去除沉积物影响的情况下, 成功制作了线密度为333lines/mm, 闪耀角度分别为13.2°、10.5°的紫外透射闪耀光栅, 峰值衍射效率分别可达理论值的88%以及92%, 为制作高衍射效率紫外透射闪耀光栅奠定了基础.     

电子篱笆稀疏资料定轨方法研究

基于Lambert方程和空间几何知识,给出了适用于空间监视电子篱笆设备稀疏观测资料轨道确定的方法.通过对大量目标的模拟试验表明,该方法确定的初始轨道能使轨道改进收敛,定轨精度优于100米,证明该方法适用于电子篱笆对绝大部分空间目标观测数据的轨道确定.最后讨论了篱笆布站纬度对定轨应用的影响.     

利用地面深空激光测距检验相对论的引力时延

讨论了广义相对论的引力时延.根据Mini-ASTROD空间计划方案,利用地面深空激光测距来检验引力时延,给出了测量值与理论值直接比对的方案,并拟合出空间曲率参数γ的值.文中采用非同步的激光应答器、皮秒事件记数器等设备,可以提高测量的精度和稳定性.在地面站和行星探测器之间直接进行激光测距,不仅可以验证广义相对论的引力时延,而且还可以使γ的精度提高至少1～2个量级.这对于宇宙学和引力理论具有十分重要的意义.     

基于调频广播信号的空间碎片探测方法

空间碎片对人造卫星和飞船的威胁日益增长.为了保持一个安全的空间环境,需要寻找成本低而又准确的空间天体探测和追踪方法.前些年,使用射电望远镜作为被动雷达,探测空间碎片反射的调频广播信号的可能性已经被讨论过,并且月球和国际空间站反射的信号已经被默奇森大视场射电阵(MWA)探测到.介绍MWA探测到的卫星反射广播信号事件,论证MWA有能力探测600 km高度处0.1 m量级大小的空间碎片,位置误差在10 km左右.     

空间目标跟踪的概率数据关联方法

在空间目标的光学观测中,由于跟踪波门内多个量测事件频发,导致跟踪量测的不确定,降低自动跟踪精度引起跟踪不稳.结合Kalman滤波和概率数据关联算法,实现了空间目标自适应跟踪.方法通过Kalman滤波预测确定关联区域,采用概率数据关联技术获得等效量测作为Kalman滤波的有效馈源.实验表明:方法可以有效地提高自动跟踪精度,改善空间目标自动跟踪鲁棒性.