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静止轨道卫星太阳X-EUV成像望远镜

李保权  
【摘要】: 为了满足国内空间天气预报天基监测网建设的迫切需要,正积极研制太阳X-EUV成像望远镜,该望远镜用来监测和预报影响空间天气变化的主要太阳活动,成像资料专门服务于空间天气预报研究。本论文的主要研究内容开展太阳X-EUV成像望远镜相关的物理设计、技术设计及在轨运行方案,并完成系统的部分关键技术攻关。 物理设计的主要研究内容包括:分析目前国内国际空间天气预报的发展现状及开展空间天气预报的必要性和重要性;分类讨论了灾害性空间天气的种类、影响及目前国际上的预报方法:分析了空间天气太阳扰动源及扰动源爆发的先兆现象或者伴生现象;讨论了太阳短波辐射线谱和连续谱辐射强度的计算方法:推导了利用望远镜多波段的观测结果反演日冕等离子体温度、发射量等参数的物理方法:论证了开展空间天气经验预报和发展数值预报有效的成像谱段。 技术设计的主要内容包括:分析了望远镜的系统组成及成像方式选择;完成太阳 X-EUV成像望远镜光学、电子学、机械等方面的技术设计:计算分析了太阳X-EUV成像望远镜对不同温度的等离子体响应、反演高低温等离子体参数的最佳过滤片组合利用及望远镜对不同太阳活动现象的响应。 在轨运行方案的主要研究内容包括:针对静止轨道卫星应用平台,制订和优化了望远镜在轨试验方案;完成望远镜的机电热初步接口设计。 关键技术突破包括:完成X射线和极紫外波段都敏感的抗辐照型CCD技术设计,并利用CPLD实现了非规则像素阵列CCD的驱动时序和读取电子学电路设计和调试:完成1ms~10s宽动态范围快门装置设计和调试。 太阳X-EUV成像望远镜在国际上首次提出并设计实现单台设备集成掠入射望远镜和正入射望远镜系统,分析表明,该设计方式完全满足应用要求。太阳X-EUV成像望远镜工作在4-100A的X射线波段和195A极紫外谱段,体积φ236mm×795mm,视场角45arcmin,CCD阵列544×544像素,角度分辨5arcsec,提供全日面、高分辨的成像观测。太阳X-EUV成像望远镜能够观测活动区、耀斑、冕洞、CME、EIT波、dimming、sigmoid、CUSP等影响空间天气变化的太阳活动、太阳爆发先兆现象、太阳爆发伴生现象。太阳X-EUV成像望远镜是目前国际上同类仪器中功能最强、开展空间天气预报最为有效的太阳成像监测仪器。该仪器在静止轨道卫星上的成功运行,将会大大提高我国对空间天气的监测和预报能力。


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