insegnanti e studenti di fudan hanno costruito carichi utili satellitari per studiare e prevedere il meccanismo delle esplosioni solari e sono andati nello spazio per ascoltare il "respiro" del sole.
2024-10-07
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il 24 settembre è stato lanciato il razzo vettore jielong 3. foto per gentile concessione di china long march rocket co., ltd.
il 24 settembre, il razzo vettore jielong-3 volò nello spazio trasportando il "fudan-1 (lancang-mekong future star)". i reporter del china youth daily e del china youth daily hanno appreso che questo è il primo satellite sviluppato congiuntamente dall'università di fudan e dalla shanghai aerospace technology co., ltd. basandosi sulla catena industriale nazionale relativamente completa e sul design ottimizzato, il suo costo hardware è solo quello di quelli stranieri paesi.un “frammento” di satelliti con obiettivi scientifici simili.
sebbene non ci sia molto "oro krypton", esso ha l'importante compito di esplorare una conoscenza profonda, studiando il meccanismo di previsione delle esplosioni solari e analizzando perché e quando la superficie del sole "esplode". yang yang, capo progettista del carico utile principale del "fudan-1 (lancang-mekong future star)" e professore associato del dipartimento di scienza e tecnologia nucleare dell'università di fudan, ha detto ai giornalisti che l'"esplosione" sulla superficie del sole è in realtà un'esplosione concentrata di plasma sulla superficie del sole.
"proprio come descritto nel film di fantascienza "the wandering earth 2", una volta che si verifica una 'grande esplosione' sulla superficie del sole, la tempesta di particelle ad alta energia che rilascia può distruggere le strutture spaziali introdotte da yang yang." che lui e 6 persone il carico ultravioletto "fudan-1 (lancang-mekong future star)" sviluppato dagli studenti di fudan raccoglie congiuntamente dati sul movimento del plasma sulla superficie del sole per analizzare la causa e la portata di questa "esplosione". satellite, possiamo ottenere informazioni di prima mano sui parametri del plasma solare e costruire il nostro modello di previsione."
"costruire un dojo nel guscio di una lumaca"
il sole è una sfera di plasma "vivente e respirante" costantemente attiva e la sua normale attività superficiale genera vento solare. il vento solare ad alta intensità ha un impatto maggiore sugli esseri umani, originando principalmente dal getto di plasma verso l’esterno durante il processo di espulsione di massa della corona (atmosfera più esterna). questo plasma viene accelerato al punto in cui la gravità del sole non può “tirarlo”, e quindi viaggia lungo le linee del campo magnetico solare per raggiungere le vicinanze della terra. poiché ha un’energia cinetica estremamente elevata e trasporta una grande quantità di carica, avrà un impatto enorme o addirittura danneggerà le apparecchiature elettroniche artificiali nello spazio aereo vicino alla terra.
yang yang ha detto ai giornalisti che per studiare chiaramente il movimento del plasma sulla superficie solare, è necessario che "fudan-1 (lancang-mekong future star)" raccolga dati sufficienti. tuttavia, è estremamente difficile per questo satellite "resistere" in un ambiente ostile caratterizzato da grandi differenze di temperatura e irradiazione a banda intera, e resistere alle particelle di media e alta energia provenienti dal sole e dalla terra stessa.
non solo, questo satellite deve anche avere una “tecnologia di fotografia spettrale” e una “velocità di aggiornamento dei dati” sufficienti per “fotografare” il plasma dei brillamenti costantemente attivo in aree specifiche. e questa capacità non è facile da raggiungere.
la cosiddetta fotografia dello spettro consiste nell'identificare con precisione il colore di ciascun pixel nella foto. l'occhio umano addestrato "più forte" può distinguere diverse luci monocromatiche con una differenza di lunghezza d'onda di 1 nanometro, ma la fotografia spettrale richiede una risoluzione della luce monocromatica inferiore a 0,05 nanometri. ciò equivale a utilizzare la tecnologia spettrale per inserire più di 20 colori sfumati tra due colori di rossetto adiacenti che le donne più sensibili possono distinguere.
yang yang ha spiegato che l'attuale precisione di ripresa dello spettro di "fudan-1 (lancang-mekong future star)" può raggiungere 0,03 nanometri, che è il "migliore" tra i satelliti con funzioni simili sviluppati dal nostro paese.
"in passato, i satelliti utilizzavano il percorso del prisma, ma noi abbiamo scelto il percorso della tecnologia del reticolo ad alta precisione", ha affermato yang yang, "fudan-1 (lancang-mekong future star)" non solo ha un'alta risoluzione, ma ha anche una velocità." velocità di aggiornamento dello schermo, creando un 280 nanometri la velocità di aggiornamento nella banda ultravioletta è la "migliore". può aggiornare i dettagli della fotografia di esplosioni di plasma sulla superficie del sole in soli 0,1 secondi. la velocità massima precedente di satelliti simili nel mondo era di 1 secondo.
infatti, se si vuole ottenere una risoluzione spettrale ultraelevata, è sufficiente ingrandire il satellite. ma la difficoltà per il team di sviluppo è controllare la lunghezza laterale di questo piccolo satellite a 50 centimetri secondo varie restrizioni.
"nei piccoli satelliti, cerchiamo di far scorrere la luce in diagonale in modo che la sua lunghezza focale possa essere maggiore. maggiore è la distanza, maggiore è la risoluzione." yang yang ha affermato che i grandi satelliti possono raggiungere i 10-20 metri. fudan no. 1 (lancang-mekong future star)" è un dojo nel guscio di una lumaca, "abbiamo progettato appositamente l'intero percorso ottico".
“spendi un po’ di soldi per fare grandi cose”
il team di sviluppo "fudan-1 (lancang-mekong future star)" implementa anche la linea di "più velocità, migliore economia". il costo dei satelliti stranieri dello stesso tipo si misura in miliardi di dollari, ma questo piccolo satellite costa solo l'1% del primo.
yang yang ha introdotto che la ricetta segreta per "fudan no. 1 (lancang-mekong future star)" per risparmiare denaro è "affidarsi alla catena industriale e sviluppare il nucleo da solo". ad esempio, lo spettrometro principale "nu ke no. 1" è stato "realizzato" poco a poco da yang yang e dal suo team utilizzando componenti a basso costo che fanno affidamento sulla catena industriale relativamente completa del mio paese.
"ci sono molti piccoli specchi nello spettrometro. da un lato, dobbiamo studiare come calibrare questi specchi con alta precisione in modo che siano leggeri e abbiano angoli accurati. d'altra parte, dobbiamo anche studiare come per fissare questi specchi e renderli durevoli." yang yang ha introdotto: "lo spettrometro trasportato da "fudan-1 (lanmei future star)" deve essere in grado di resistere alla differenza di temperatura tra -50°c e 100°c dopo l'espansione termica e contrazione, vari dispositivi ottici subiranno inevitabilmente una leggera deformazione, che causerà direttamente "storto" il "percorso ottico", le "foto" scattate diventeranno sfocate e i dati raccolti saranno distorti.
"proprio come i tuoi occhiali, di solito li usiamo senza problemi, ma se la differenza di temperatura è troppo grande, noterai alcuni cambiamenti nello spessore e deformazioni strutturali, che influenzeranno la chiarezza della visione e causeranno anche gravi rotture della lente ", ha detto yang yang.
per consentire allo spettrometro di adattarsi alle enormi differenze di temperatura nello spazio, hanno utilizzato una speciale "struttura di compensazione". dopo l'espansione e la contrazione termica, le tensioni delle diverse parti strutturali si annullano a vicenda e rimangono al loro posto.
anche la colla di fissaggio dello spettrometro è materia universitaria. il team ha provato una varietà di colle nazionali e importate per testarne la stabilità in ambienti estremi. alla fine, il team ha scoperto che una colla prodotta a livello nazionale funzionava bene e il costo era diminuito di conseguenza.
"il nostro piccolo satellite pesa circa 50 chilogrammi e il carico utile principale dello spettrometro non può superare i 2,5 chilogrammi. deve essere leggero e resistente alle radiazioni", ha detto tian ziqiang, dottorando presso il dipartimento di scienza e tecnologia nucleare dell'università di fudan, membro del team giornalisti che la resistenza alle radiazioni è semplicemente intesa come "protezione solare". a differenza degli esseri umani sulla terra che si proteggono dal sole e dai raggi ultravioletti, "fudan-1 (lancang-mekong future star)" deve essere rivolto direttamente verso il sole stesso e altre fonti di luce cosmica.
il plasma è un tipo di ioni carichi che "si scontrano" in piccoli satelliti ad alta energia nello spazio. se un satellite che viene finalmente lanciato in cielo non fa un buon lavoro di "protezione solare", è molto probabile che verrà "soffiato" dalle particelle spaziali prima di poter raccogliere dati.
"abbiamo anche 4-5 strati protettivi all'interno del nostro piccolo satellite. diversi strati hanno caratteristiche diverse e possono tutti svolgere un ruolo protettivo." tian ziqiang ha affermato che il dipartimento di scienza e tecnologia nucleare dell'università di fudan ha un fascio di super elettroni unico a taiwan. il dispositivo a trappola ionica è un grande dispositivo scientifico utilizzato da generazioni di insegnanti e studenti di fisica nucleare. attraverso questo grande dispositivo esistente, i membri del team possono simulare direttamente l'ambiente estremo della corona per verificare se l'"armatura impilata" di piccoli satelliti. è efficace.
tutti i tipi di modifiche, lavoro extra e perdita di peso sono stati tutti elaborati poco a poco da un team di insegnanti e studenti dell'università di fudan. il tema principale è essere "diligente e parsimonioso e farlo da solo senza chiedere aiuto".
"alla ricerca di piccole impronte digitali in enormi foto"
vale la pena notare che il lancio di questo piccolo satellite diventerà un modello per la cooperazione scientifica e tecnologica tra i sei paesi lungo il fiume lancang-mekong.
nel 2019, al fine di attuare il consenso raggiunto durante la quarta riunione dei ministri degli esteri lancang-mekong sul rafforzamento della cooperazione nel campo dell'istruzione e della gioventù, otto università dei sei paesi lancang-mekong hanno avviato la creazione del centro per lo scambio e la cooperazione giovanile lancang-mekong , che si trova presso l'università fudan. altre scuole partner includono l'università reale di phnom penh in cambogia, l'università del qinghai, l'università di finanza ed economia del guangxi, l'università nazionale del laos, l'università di yangon in myanmar, l'università prince of songkla in tailandia e l'università di scienze umane e sociali di l’università nazionale di hanoi in vietnam.
nel corso degli anni i giovani dei sei paesi hanno avuto intensi scambi nel campo delle discipline umanistiche. questa volta "fudan-1 (lancang-mekong future star)" "volerà" nello spazio con la collaborazione di giovani insegnanti e studenti dei sei paesi nel campo della scienza e della tecnologia.
"il carico utile del satellite è stato sviluppato dal team fudan, ma i preziosi dati solari e le relative ricerche e analisi ottenute in futuro potranno essere condivisi con giovani insegnanti e studenti nei sei paesi del lancang-mekong", ha affermato zhao qiang, segretario del partito comitato dell'istituto di fisica moderna dell'università di fudan.
yang yang ha detto ai giornalisti che il "fudan-1 (lancang-mekong future star)" che raccoglie dati sul movimento del plasma sulla superficie solare è solo il primo passo nello studio delle esplosioni solari, e sarà seguito dall'arduo lavoro di "interpretazione dello spettro" .
i dati non sono ancora arrivati, ma huang shihan, studente del master presso il dipartimento di scienza e tecnologia nucleare dell'università di fudan, sta già facendo i preparativi per "svelare lo spettro". ha raccolto dati di ricerca precedentemente pubblicati sul plasma solare provenienti da vari paesi del mondo, algoritmi compilati in via preliminare e modelli di previsione, e ha aspettato che gli ultimi dati di "fudan-1 (lancang-mekong future star)" fossero disponibili.
"l'interpretazione dello spettro è come cercare minuscole impronte digitali in una grande foto." huang shihan ha detto ai giornalisti che dopo che saranno restituiti i dati effettivi dello spettro del plasma della superficie solare, lui e i membri del suo team estrarranno dati efficaci dallo spettro questi dati, progettando ed eseguendo esperimenti a terra sull'unico dispositivo di trappola ionica a fascio di super elettroni in cina, ripetendo e simulando il processo della superficie solare e nel processo di analisi delle differenze tra gli esperimenti in cielo e a terra, chiarendo il vantaggi e svantaggi del modello teorico e migliorandolo iterativamente, in modo da trovare le regole di movimento del plasma sulla superficie dell'alba.
a questo processo possono partecipare insieme giovani e studiosi senior dei sei paesi del lancang-mekong. "non solo condivideremo i dati, ma ci visiteremo anche su scala più ampia, invieremo gli studenti gli uni agli altri, costruiremo congiuntamente stazioni di ricezione dati e costruiremo congiuntamente centri di ricerca cooperativa internazionale", ha affermato yang yang.
l'ultima notizia è che al concorso di progettazione per l'innovazione giovanile della governance regionale di lancang-mekong, tenutosi non molto tempo fa a phuket, in tailandia, l'università di fudan ha dimostrato lo sviluppo e l'applicazione del satellite a giovani di sei paesi e ha lanciato il reclutamento di un gruppo di ricerca scientifica transnazionale. successivamente, stiamo aspettando i preziosi dati inviati dal satellite cinese.
china youth daily · il giornalista del china youth daily wang yejie fonte: china youth daily
(fonte: china youth daily)
