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张衡一号的灵敏“触角”感知空间三维电场

时间:2018年02月12日 信息来源:中国空间技术研究院官方微信 点击: 字体:

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科研人员检验测试电场探测仪

张衡一号成功发射,其中的主载荷之一是由中国空间技术研究院下属兰州空间技术物理研究所研制的电场探测仪,这一载荷旨在探测卫星轨道环境空间电场,是目前国际上运行在太阳同步轨道上功能配置最全的空间电场探测仪器。

为了感知空间三维电场,探测仪通过伸杆向卫星本体外伸出四个传感器,正如四个灵敏的触角。

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电场探测仪产品(信号处理单元和传感器)

每个触角都能准确的感知其所在周围等离子体环境电势,而两触角间电势差与距离的商就是两触角方向的电场,多组不共面方向的电场便能换算出空间三维电场。

形象地说,就像是我们可以通过水中的四个木块的高低变化,来探测水波的立体变化情况一样。只不过探测等离子体中的电场信号的木块要求很高,是4个内部具有高灵敏测量电路的。这样的可以探测到非常微小的等离子体电势变化,就好比可以在喜马拉雅山那么高的浪头上分辨出一滴水珠一样。

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模型图(传感器)

而在卫星内部,有一个被称为信号处理单元的高灵敏电子学测量设备,就是探测仪的大脑。它把触角探测到的微小波动细分成十几个通道,进一步精细处理,变成数字量,分成频谱,再依靠卫星强大的通讯能力,把这些科学数据传到地面来,供科学家们研究地球周围等离子体空间的奥秘。

为了把这些微小的波动传到卫星内部,触角们还需要4根纤细却坚韧神经”——我们称之为电场探测仪复合电缆。在卫星发射之前,它们把触角稳稳地拉住,而当卫星上天后,再通过先进的机构让触角笔直地伸展出去,这些神经就藏在触角内部,把触角感受到的每一丝电磁场波动忠实可靠地传递给大脑





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