Wetenschap
Een conceptuele kaart van de Solar Ring-missie. Krediet:©Science China Press
Met de ontwikkeling van wetenschap en technologie, menselijke activiteit is uitgebreid van het land, zee en lucht naar de ruimte en andere planeten. In de nabije toekomst, deep space en andere terrestrische planeten zullen het volgende hoofdgebied van de mensheid worden. De zon is de dichtstbijzijnde ster in het heelal. Het beïnvloedt de (interplanetaire) ruimte van onze planeten op vele tijdschalen. Dus, het observeren en begrijpen van zonneactiviteit en de evolutie ervan in de interplanetaire ruimte en de invloed ervan op de ruimteomgeving van planeten is een van de noodzakelijke mogelijkheden voor ons om de verre ruimte binnen te gaan en ons territorium uit te breiden.
Onlangs, Professor Wang Yuming en zijn team van de Universiteit voor Wetenschap en Technologie van China, in samenwerking met teams van Purple Mountain Observatory van de Chinese Academy of Sciences (CAS), Innovation Academy voor Microsatellieten van CAS, Shandong-universiteit, en de Universiteit van CAS, stelde een nieuw concept van ruimteverkenning voor om de zon en de binnenste heliosfeer te begrijpen, die online werd gepubliceerd in Wetenschap China Technologische Wetenschappen .
Dit concept stelt voor het eerst voor om zes ruimtevaartuigen in te zetten, gegroepeerd in drie paren, in drie elliptische banen tussen de aarde en Venus rond de zon om de zon en de binnenste heliosfeer te observeren en te bestuderen vanuit een 360-graden perspectief. De scheidingshoek tussen twee ruimtevaartuigen in elke groep is ongeveer 30 graden, en dat tussen elke twee groepen ongeveer 120 graden is. Door deze configuratie, de missie zal in staat zijn om het uitgestrekte gebied van de fotosfeer tot de binnenste heliosfeer met hoge resolutie in beeld te brengen, en voer de in situ metingen uit. Er zullen drie ongekende mogelijkheden worden gerealiseerd:(1) het fotoferische vectormagneetveld bepalen zonder dubbelzinnigheid, (2) bieden 360-graden kaarten van de zon en de binnenste heliosfeer, en (3) het oplossen van zonnewindstructuren op meerdere schalen en meerdere lengtegraden. Met deze mogelijkheden, de Solar Ring-missie heeft tot doel de oorsprong van de zonnecyclus aan te pakken, de oorsprong van zonne-uitbarstingen, de oorsprong van transiënten van zonnewind en de oorsprong van ernstige ruimteweergebeurtenissen.
De voorlopig ontworpen drie elliptische banen van de Solar Ring-missie. Krediet:©Science China Press
Om deze wetenschappelijke doelstellingen te bereiken, onderzoekers suggereren de volgende wetenschappelijke payloads uitgerust op de zes ruimtevaartuigen:een spectrale imager voor magnetisch veld en helioseismologie; een multi-band imager voor EUV-emissies; een groothoekcoronagraaf; een radio-onderzoeker; een flux-gate magnetometer; een zonnewindplasma-analysator; en een hoogenergetische deeltjesdetector. Voorlopig wordt geschat dat de totale massa van de ladingen op elk ruimtevaartuig minder dan 110 kg zal zijn; het stroomverbruik zal niet meer zijn dan 180 W; en de maximale datatransmissiesnelheid zal ongeveer 52,06 Mbps zijn.
Long March 3A of Long March 3B kan worden gebruikt om het ruimtevaartuig in drie lanceringen in te zetten met behulp van één raket-twee ruimtevaartuigtechnologie. De inzetperiode en de selectie van het lanceervoertuig zijn afhankelijk van de baanparameters. De meest uitdagende moeilijkheid in de hele taak is de gegevensoverdracht. In de traditionele communicatiemodus, de datatransmissiesnelheid is ongeveer 5 Mbps op een afstand van 0,25 AU (de gemiddelde afstand tussen de zon en de aarde is 1 AU) verwijderd van de aarde, en het zal afnemen tot 70 kbps op een afstand van 2 AU. Deze datatransmissiesnelheid is veel lager dan de gewenste wetenschappelijke vraag. Om dit probleem op te lossen of te verlichten, we ofwel de datasnelheid verlagen door de capaciteit van de gegevensverwerking aan boord te verbeteren, compressie en opslag en het verlagen van de bemonsteringsfrequentie, of efficiëntere technieken te ontwikkelen voor diepe ruimtecommunicatie, bijv. lasercommunicatie.
De missie heeft een lange uitvoeringsperiode en hoge kosten, maar de wetenschappelijke en toepassingsvooruitzichten zijn aanzienlijk. Het kan in drie fasen worden uitgevoerd, met twee ruimtevaartuigen ingezet in elke fase. De succesvolle implementatie van elke fase kan grote vooruitgang opleveren op het gebied van detectievermogen en wetenschappelijk onderzoek; tegelijkertijd, het ontwerpidee van groepering biedt perspectief en mogelijkheid tot internationale samenwerking. De succesvolle voltooiing van de missie zal ons begrip van de zon en de interplanetaire ruimteomgeving rondom onze planeten aanzienlijk vergroten, om ons vermogen te vergroten om de diepe ruimte binnen te gaan en erin uit te breiden.
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com