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復丹の教師と学生は、太陽爆発のメカニズムを研究、予測するために衛星ペイロードを構築し、太陽の「呼吸」を聞くために宇宙へ行きました。

2024-10-07

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9月24日、「解放3号」運搬ロケットが打ち上げられた。写真提供:中国長征ロケット有限公司
9月24日、「解放1号(瀾滄-メコン未来の星)」を搭載した輸送ロケット「解放3号」が宇宙に飛び立った。中国青年報と中国青年報の記者は、これが復旦大学と上海航空宇宙技術有限公司が共同開発した初の人工衛星であることを知った。比較的完全な国内産業チェーンと合理化された設計に依存しており、そのハードウェアコストは外国の衛星の価格にすぎない。同様の科学的目標を持つ衛星の「断片」。
「クリプトン金」はそれほど多くはありませんが、太陽爆発を予測するメカニズムを研究し、太陽の表面がなぜいつ「爆発」するのかを分析するという、深い知識を探求するという重要な任務を担っています。 「復丹-1号(瀾滄-メコン・フューチャースター)」の主要ペイロードの主任設計者で復丹大学原子力科学技術学部准教授のヤン・ヤン氏は記者団に対し、太陽表面での「爆発」は実際に起こったことだと語った。太陽の表面にプラズマが集中して爆発する現象。
「sf映画『the wandering earth 2』で描かれているのと同じように、太陽の表面で『大爆発』が起こると、そこから放出される高エネルギーの粒子嵐が宇宙施設を破壊する可能性があります。」彼と6人が共同で開発した「fudan-1(瀾滄-メコン・フューチャー・スター)」の紫外線負荷は、太陽表面のプラズマの動きに関するデータを継続的に収集することで、この「爆発」の原因と規模を分析しているとのこと。この衛星により、太陽プラズマパラメータに関する直接の情報を入手し、独自の予測モデルを構築することができます。」
「カタツムリの殻に道場を建てる」
太陽は常に活動している「生きて呼吸している」プラズマ球であり、その通常の表面活動によって太陽風が発生します。高強度の太陽風は、主にコロナ(最外層大気)の質量放出プロセス中のプラズマの外側への放出に起因して、人間に大きな影響を与えます。このプラズマは、太陽の重力が「引っ張る」ことができない点まで加速され、太陽の磁力線に沿って移動して地球付近に到達します。非常に高い運動エネルギーを持ち、大量の電荷を帯びているため、地球近傍の空域では人工の電子機器に大きな衝撃を与えたり、損傷を与えたりする可能性があります。
楊洋氏は記者団に対し、太陽表面のプラズマの動きを明確に研究するには、「復丹1号(瀾滄-メコン未来星)」が十分なデータを収集する必要があると語った。しかし、この衛星が、大きな温度差と全帯域照射という過酷な環境で「しっかりと立つ」こと、そして太陽や地球そのものからの中・高エネルギー粒子に耐えることは非常に困難です。
それだけではなく、特定領域で常に活動するフレアプラズマを「撮影」するためには、十分な「分光撮影技術」と「データ更新速度」が必要となる。そして、この能力を達成するのは簡単ではありません。
いわゆるスペクトル写真は、写真内の各ピクセルの色を正確に識別することです。 「最も強い」訓練を受けた人間の目は、1ナノメートルの波長差でさまざまな単色光を区別できますが、分光写真では0.05ナノメートル未満の単色光の解像度が必要です。これは、スペクトル技術を使用して、最も敏感な女性が区別できる 2 つの隣接する口紅の色の間に 20 以上のグラデーション カラーを挿入するのと同じです。
楊洋氏は、「復丹1号(瀾滄-メコンフューチャースター)」の現在のスペクトル撮影精度は0.03ナノメートルに達しており、我が国が開発した同様の機能を備えた衛星の中で「最高」であると紹介した。
「これまで衛星はプリズム方式を採用していましたが、私たちはより高精度の回折格子技術方式を選択しました。」と楊洋氏は、「復丹1号(瀾滄-メコンフューチャースター)」は解像度が高いだけでなく、高速性も備えていると述べた。 280ナノメートルを実現する画面リフレッシュ速度 紫外線帯域でのリフレッシュ速度は「最高」です。太陽表面のプラズマバーストの撮影の詳細をわずか 0.1 秒で更新できます。これまでの世界の同様の衛星の最速速度は 1 秒でした。
実際、超高スペクトル分解能を取得したい場合は、衛星を大きくするだけで済みます。しかし、開発チームにとって難しいのは、この小型衛星の辺の長さをさまざまな制限に従って50センチメートルに制御することだ。
「小型衛星では、焦点距離を長くするために光を斜めに走らせるようにします。距離が長ければ長いほど、解像度は高くなります。対照的に、大型衛星では10〜20メートルを達成できます。」 fudan no. 1 (瀾滄-メコンフューチャースター)」はカタツムリの殻の中の道場で、「光路全体を特別に設計しました。」
「大きなことをするためには少しのお金を使う」
「fudan-1(瀾滄-メコンフューチャースター)」開発チームも「より速く、より良い経済性を」という方針を実行している。外国の同型衛星の価格は数十億ドル単位だが、この小型衛星のコストは前者の1%に過ぎない。
楊洋氏は、「復丹一号(瀾滄・メコン未来の星)」の経費節約の秘訣は「産業チェーンに依存し、中核を自力で開発する」ことであると紹介した。たとえば、主要なペイロード「nu ke no. 1」分光計は、我が国の比較的完全な産業チェーンに依存した低コストのコンポーネントを使用して、yang yang と彼のチームによって少しずつ「作られ」ました。
「分光計には小さなミラーがたくさんあります。一方で、これらのミラーを高精度に校正して、軽量で正確な角度を実現する方法を研究する必要があります。また、他方で、どのようにミラーを調整するかを研究する必要もあります。」これらのミラーを固定して耐久性を持たせるためです」とヤン・ヤン氏は紹介しました、「fudan-1 (lanmei future star) に搭載される分光計は、熱膨張と収縮後の -50°c から 100°c の温度差に耐えることができなければなりません。さまざまな光学デバイスは必然的にわずかな変形を起こし、直接「光路の曲がり」を引き起こし、撮影された「写真」はぼやけ、収集されたデータは偏ります。
「メガネと同じように、普段は問題なく使用できますが、温度差が大きすぎると厚みの変化や構造の変形が見られ、視界の明瞭さに影響を与えたり、場合によってはレンズの破損につながることもあります」 」とヤンヤンは言いました。
分光計が宇宙の大きな温度差に適応できるようにするために、特別な「補償構造」が使用されました。熱膨張と収縮の後、さまざまな構造部品のひずみが互いに打ち消し合い、所定の位置に残ります。
分光器の固定接着剤も大学の科目です。チームは、極端な環境での安定性をテストするために、さまざまな輸入および国産の接着剤を試しました。最終的にチームは、国産の接着剤が優れた性能を発揮し、それに応じてコストも下がったことを発見しました。
「私たちの小型衛星の重さは約50キログラムで、主要なペイロード分光計は2.5キログラムを超えることはできません。軽くて放射線に耐性がなければなりません。」とチームメンバーで復丹大学原子力科学技術学部の博士課程候補者ティアン・ツィチャン氏は語った。記者らは、放射線耐性は単に「日焼け止め」として理解されていると述べています。太陽や紫外線から身を守る地球上の人間とは異なり、「fudan-1(瀾滄-メコン未来の星)」は太陽そのものやその他の宇宙光源に直接対峙しなければなりません。
プラズマは、宇宙で高エネルギーで小型衛星の内部に「衝突」する荷電イオンの一種です。ようやく空に打ち上げられた人工衛星が「日焼け防止」を十分に行わなかった場合、データを収集する前に宇宙粒子に「吹き飛ばされて」しまう可能性が非常に高くなります。
「小型衛星の内部には4~5層の保護層もあります。異なる層は異なる特性を持ち、すべてが保護の役割を果たすことができます。復丹大学原子力科学技術学部にはユニークな超電子ビームがあると田子強氏は述べました。」台湾のイオントラップ装置は、核物理学の教師や学生が何世代にもわたって使用してきた大型科学装置で、チームメンバーはこの既存の大型装置を通じて、コロナの極限環境を直接シミュレートし、小型衛星の「積層装甲」をテストすることができる。効果的です。
あらゆる細かい修正、余分な作業、減量はすべて復旦大学の教師と学生のチームによって少しずつ解決されました。メインテーマは「勤勉で倹約し、助けを求めずに自分で行う」です。
「巨大な写真から小さな指紋を探す」
この小型衛星の打ち上げが瀾滄滄滄・メコン川流域6か国の科学技術協力のモデルとなることは注目に値する。
2019年、教育と青少年分野における協力強化に関する第4回瀾滄・メコン協力外相会議での合意を実行するため、瀾滄滄滄・メコン6カ国の8大学が瀾滄滄滄・メコン青少年交流協力機構の設立を開始した。復旦大学内にあるセンター。その他の提携校には、カンボジアのプノンペン王立大学、青海大学、広西財経大学、ラオス国立大学、ミャンマーのヤンゴン大学、タイのプリンス・オブ・ソンクラ大学、インド人文社会科学大学などがある。ベトナムのハノイ国立大学。
長年にわたり、6 か国の若者は人文科学の分野で緊密な交流を行ってきました。今回、「復丹1号(瀾滄-メコンフューチャースター)」は、科学技術分野の6カ国の若手教師や学生らの協力を得て宇宙へ“飛び”立つ。
「衛星ペイロードは復丹チームによって開発されたが、将来的には貴重な太陽データとその研究と分析が瀾滄滄滄・メコン川流域6カ国の若い教師や学生と共有される可能性がある」と党書記の趙強氏は述べた。復旦大学現代物理学研究所の委員会。
楊洋氏は記者団に対し、太陽表面のプラズマ運動のデータを収集する「復丹1号(瀾滄-メコン・フューチャー・スター)」は太陽爆発研究の最初のステップにすぎず、その後に「スペクトル解釈」という困難な作業が続くだろうと語った。 。
データはまだ届いていないが、復旦大学原子力科学技術学部の修士課程の学生、黄師漢氏はすでに「スペクトルを解明する」ための準備を進めている。彼は、世界中のさまざまな国から太陽プラズマに関する以前に発表された研究データ、予備的に編集されたアルゴリズムと予測モデルを収集し、「fudan-1(瀾滄-メコン・フューチャー・スター)」からの最新データが整備されるのを待ちました。
「『スペクトル解釈』は、巨大な写真の中から小さな指紋を探すようなものです。」黄師漢氏は、太陽表面プラズマの実際のスペクトルデータが戻ってきたら、それに基づいてスペクトルから有効なデータを抽出すると語った。これらのデータをもとに、中国で唯一の超電子ビームイオントラップ装置の地上実験を設計・実行し、太陽表面のプロセスを繰り返しシミュレーションし、上空と地上での実験の違いを分析する過程で、理論モデルの長所と短所を検証し、改良を繰り返すことで、日の出表面でのプラズマの運動規則を見つけます。
このプロセスには、瀾滄滄江・メコン川流域6カ国の若者と上級学者が一緒に参加することができる。 「私たちはデータを共有するだけでなく、より大規模に相互訪問し、学生を相互に派遣し、データ受信ステーションを共同で建設し、国際協力研究センターを共同で建設する予定です」とヤンヤン氏は語った。
最新のニュースは、つい最近タイのプーケットで開催された瀾滄江・メコン地域ガバナンス青少年イノベーションデザインコンペティションで、復丹大学が衛星開発と6カ国の青少年への応用をデモンストレーションし、多国籍科学研究チームの募集を開始したことである。次は中国の衛星から送られてくる貴重なデータを待っています。
中国青年報・中国青年報記者王業傑出典:中国青年報
(出典:中国青年報)
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