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中国科学院空间科学与应用

该中心为空间科学和应用工作在广泛的空间物理问题,如检验等效原理和空间引力波探测和卫星数据的开发对地球上的海洋环境监测。

的一部分 斯特拉斯克莱德空间研究所,一个多学科的创业寻址空间系统的工程,卫星应用和进入太空的关键挑战,中国科学院空间科学与应用代表了物理学的永利娱乐场新闻系的活动,并积极参与了以下研究:

的等价原理卫星测试(步骤)

许多科学实验可以从巨大的利益,或只能在,空间的超静音的环境中进行。在物理学研究领域,例如,(奇) 等效原理 原则上可以进行测试,以前所未有的精度。

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在里面 步实验 测试等效原理(EP:引力和惯性质量的等价)两个机构做出不同的材料是“下降”朝有足够的切向速度,他们不断地错过了地球,并按照轨道路径的地球。如果地球是有差别拉两具尸体,然后他们将遵循略有不同的轨道,并且可以检测到它们的相对运动 - 表示违反了EP的。

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海洋色遥感

海洋覆盖了地球表面的71%,并在调节地球气候的重大作用。监测全球海洋需要测量系统的组合,与基于卫星的遥感几乎每天监测表面处理的关键。

海洋颜色遥感(同时进行文本识别)使我们能够观察浮游植物的大量繁殖(微观植物),从河流和海岸侵蚀的区域沉积物羽流和同化并联接物理生态系统模型的验证提供了必要的数据。该 海洋光学和遥感(莫氏) 在物理系组积极参与开发新的和改进的算法,以解释同时进行文本识别数据以及发展改进的辐射传输过程的理解,巩固观测的反射率信号的生成。这涉及一系列的活动,其中包括:

  • 在海上进行测量,以有效地提供地面真理卫星观测,
  • 开发预测水离开反射率信号辐射传输模拟
  • 为了评估算法的性能处理从NASA和ESA遥感数据

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盛开的海洋 由Catherine米切尔(物理)
地球上的海洋发挥全球碳循环中起重要作用。浮游植物在海洋转换尽可能多的碳,因为所有土地上的植物,并强烈地影响大气中存在的二氧化碳的水平。如浮游植物改变海洋的颜色,它们的浓度可使用卫星上的摄像机来测量。此图像从所述MODIS AQUA传感器(NASA)截取并处理在思克莱德节目大学浮游植物增殖关闭不列颠群岛的西海岸,与黄色和红色指示越来越高的浓度。监测浮游植物水华动力学提供了深入了解海洋生态系统在地球气候的作用。

氢化硅基于化学火箭和冲压发动机的推进

氢化硅(硅烷),是烃类的合成,基于硅的对应物,如煤油。在硅烷,所述碳原子被硅原子取代。量子力学,这是通过增加硅的共价半径相比,碳,当相比于C-H键的长度更长的Si-H键的长度,和极化反转至于电负时反射。

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标准化电压(红色:正电位,蓝色:负电位)。左:新戊烷C5H12,右,新戊硅烷si5h12。从头计算以w /高斯MP2,所有电子,三重ζ电基组6 311 ++克(d,p)的。

其结果是,硅烷具有形成高度正焓,因此是与一系列氧化剂,包括在环境条件下空气高度自燃。此外,与空气产量更多化学能比相应的碳氧化物[1]燃烧时的燃烧产物,例如SiO 2。作为火箭或冲压发动机燃料[2]当使用时,硅烷因此释放了巨大的化学能,它被转换成在喷嘴动能(推力)的量。

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生成热的(a)和正戊硅烷的燃烧产物的能量释放(b)在相比正戊烷。

而气态的甲硅烷的SiH4具有点火试点气体和助燃剂在2004年和地面测试NASA的X-43A破纪录马赫11超燃冲压发动机飞行中使用了杰出的作用,例如,使用长链液体硅烷是一个新的概念。他们比gaseuous甲硅烷更好的管理,而且他们是用最煤油燃料混溶。在最先进的方案[3],液体,自燃氢化硅/ hyrocarbon(SH / HC)燃料共混物被构思,其中SH分数是子10%的水平上。在这些水平下,与冷凝燃烧产物的潜在问题被减轻,补充氧化硅层将仍然帮助保护所述腔室和喷嘴的已知冷却效果,将混合物仍然会自燃,并重新点燃,并比冲可以在相同时间会增加。

因为液体硅烷更难产生,因此比短链,气态硅烷更昂贵,这是非常有利的是,液体硅烷具有另一个重要的应用:它们能够有效地在半导体世界中使用,在那里他们可以使增强CVD方案,并且可以甚至导致优雅生产光伏器件(喷雾上硅)。这些应用也追求[4,5]上向绿色,高性能合成的,基于硅烷的火箭和冲压发动机燃料的方式。

联系: 教授。伯恩哈德hidding

[1] 硅烷/ O2的火箭推进剂特征,B。 hidding和米。普菲茨纳,推进和动力的轴颈,22(4):786- 789,2006. DOI:10.2514 / 1.17996

[2] 审查硅烷作为火箭/冲压发动机燃料的潜力,B。 hidding,米。普菲茨纳,d。西蒙尼,以及c。布鲁诺,ACTA航天大学,63(1-4):379 - 388,2008。

[3] 烃燃料的用硅烷基燃烧促进剂掺加,B。 hidding,米。 fikri,米。 bozkurt,C。舒尔茨,T。 soltner,一。 kornath,米。普菲茨纳,米。郎,A.J. adamczyk,L。 broadbelt,H。 ellerbrock,d。西蒙尼,以及c。布鲁诺,航空和空间科学日本社会的交易,航天科技日本,第一卷。 8(2010),NR。 27页。 39-45

[4]在氢化硅研究在欧洲,B最近的活动。 hidding,一。 kornath,一。考夫曼。 S.M. hadjizadeh,T。 soltner,T。 klapötke,米。 fikri,米。 bozkurt,S.H。 dürrstein,C。舒尔茨,X。朱,米。 MÖLLER,C。布鲁诺天。西蒙尼,F。处女座,N。 eisenreich,C.A scharlemann,米。普菲茨纳,米。郎,克。 langel,H。 ellerbrock,J。熟食店河。瓦格纳出现,第17届国际AIAA太空飞机和高超音速系统和技术会议,旧金山,2011年提起诉讼。

[5] //silanet.de/

空间辐射再现和辐射硬度在斯卡帕测试

在太空辐射是太空探索的主要问题之一。例如,地球的厢式艾伦辐射带含有的所谓的“杀手”电子和质子强烈通量,这可能会损害宇航员和电子板载空间容器,卫星和飞机的喜爱。因此,每个电子系统和子系统必须符合其在一系列复杂的,在实验室辐射硬度表征测试任务。传统上,辐射源如放射性组分(钴60),线性加速器和回旋加速器被用来产生测试辐射。然而,使用这些辐射源)空间辐射的特性方面的谱通量等无法准确地再现,b)该测试可能需要较长时间,由于有限的光通量值,c)中获得束时刻的大,超额辐射设施是困难的,和d)usuall,几种不同的设备有以与不同的颗粒类型以照射到被使用。

苏格兰中心基于等离子体的加速器的应用(Scapa的)我们目前正在建立一个新的,专利的[1]的做法,必须克服这些局限性的潜力。代替与加速射频电磁波的电子如在常规加速器,激光驱动加速器可以产生加速其是幅值较大的许多数量字段和可以到达teravolt每米级。

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基于激光等离子体生成空间辐射和用于在空间中的电子设备的使用irradiaton的基本方案。 

在我们的方法,由欧洲航天局共同资助的,强烈的高功率激光脉冲来照射固体或气体的目标,他们立即变成等离子体,并猛烈加速电子,质子和离子ITO前进方向。正如在空间加速度机制,这种类型的加速度是基于随机过程。加速度可以使得在空间所得到的谱通量模拟某些重要类型的辐射非常精确地转向。一个例子是所谓的“杀手”电子[2]在所述外范艾伦带 - ,其中多颗卫星,例如GPS定位。在验证的概念实验中,当与这种类型的空间辐射的照射,我们已经证明,在这里所述实验室在地球上,例如空间杀手电子的第一真实再现,和电子测试设备的劣化。这种方法[3,4,5]提供显着提高,一方面检测程序,紧凑和高性价比的测试实验室,缩短测试时间,并有可能会导致更多的辐射硬电子元件的发展与未来更高的性能航天器的电子设备。

联系: 教授。伯恩哈德hidding

[1]湾hidding,T。 Königstein的,邻。威利,克。 pretzler。方法用于测试与由激光等离子体相互作用产生粒子和光子束电子器件的辐射硬度。德国专利AZ 10 2010 010 716.6,2010年3月提交于2011年3月8日作为与radiabeam技术,圣莫尼卡,用于测试电子部件,PCT / US序列号方法协作扩展美国专利。 13/042738

[2] HTTP://www.nasa.g OV /视觉/宇宙/ solarsystem / killer_electrons.html

[3] 激光等离子体加速器 - 一种新型的,对空间辐射研究多功能工具,B。 hidding,T。 Königstein的,邻。威利,J.B.罗森茨维格,K。中岛,和g。 pretzler。核酸研究INSTR。甲基。一,卷。 636,1,2011年DOI: //dx.doi.org/10.1016/j.nima.2011.01.090

[4]的设计考虑了使用激光等离子体加速器的用于先进的空间辐射研究,。吨。 Königstein的,邻。卡尔格,克。 pretzler,J.B.罗森茨维格和b。 hidding,等离子体物理杂志, 等离子物理学杂志 /音量78 /专刊04/2012年8月,第383-391,DOI: //dx.doi.org/10.1017/s0022377812000153

[5] 设计和X波段混合光阴的应用,J.B.罗森茨维格,一。 valloni,天。 alesini,克。 andonian,N。伯纳德湖faillace,L。 ficcadenti,一。 fukusawa,B。 hidding,米。 migliorati,一。 mostacci页。 musumeci,B。奥谢,L。帕隆博,B。斯帕塔罗和。雅库布,在物理核仪器和方法,657,1,第107-113,2011. DOI: //dx.doi.org/10.1016/j.nima.2011.05.046