푸단 교사와 학생들은 태양 폭발의 메커니즘을 연구하고 예측하기 위해 위성 탑재체를 만들었으며 태양의 '호흡'을 듣기 위해 우주로갔습니다.
2024-10-07
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9월 24일에는 jielong 3호 운반 로켓이 발사되었습니다. 사진 제공: 중국 창정로켓유한회사
9월 24일, 지에롱 3호 운반로켓이 '푸단 1호(란창-메콩 미래별)'을 싣고 우주로 날아갔다. 중국청년보(china youth daily)와 중국청년일보(china youth daily) 기자들은 이것이 푸단대학교와 상하이항공우주기술유한회사(shanghai aerospace technology co., ltd.)가 공동 개발한 최초의 위성이라는 사실을 알게 됐다. 상대적으로 완전한 국내 산업망과 유선형 설계를 바탕으로 하드웨어 비용은 외국 수준에 불과하다. 유사한 과학적 목표를 가진 위성의 "조각"입니다.
"크립톤 금"은 많지 않지만 태양 폭발을 예측하는 메커니즘을 연구하고 태양 표면이 "폭발"하는 이유와 시기를 분석하는 심오한 지식을 탐구하는 중요한 임무를 맡고 있습니다. 푸단 1호(란창-메콩 미래별)의 주 탑재체 수석 설계자이자 푸단대학교 핵과학과 부교수인 양양(yang yang)은 기자들에게 태양 표면의 '폭발'이 실제로는 태양 표면에 집중된 플라즈마 폭발.
"sf영화 '유랑지구2'에서 묘사된 것처럼, 일단 태양 표면에서 '대폭발'이 일어나면, 그것이 방출하는 고에너지 입자 폭풍은 우주 시설을 파괴할 수도 있다." 그와 6명은 푸단 학생들이 개발한 자외선 부하 '푸단 1호(란창-메콩 미래별)'와 함께 태양 표면의 플라즈마 이동에 대한 데이터를 지속적으로 수집해 이번 '폭발'의 원인과 규모를 공동으로 분석하고 있다. 이 위성을 통해 우리는 태양 플라즈마 매개변수에 대한 직접적인 정보를 얻을 수 있고 자체 예측 모델을 구축할 수 있습니다."
"달팽이 껍질에 도장 만들기"
태양은 끊임없이 활동하는 "살아 숨쉬는" 플라즈마 볼이며, 정상적인 표면 활동은 태양풍을 생성합니다. 고강도 태양풍은 인간에게 더 큰 영향을 미치며, 주로 코로나(대기권 최외곽) 질량 방출 과정에서 플라즈마가 외부로 방출되면서 발생합니다. 이 플라즈마는 태양의 중력이 그것을 "당길" 수 없는 지점까지 가속된 다음 태양의 자기장 선을 따라 이동하여 지구 근처에 도달합니다. 매우 높은 운동 에너지를 가지고 있고 많은 양의 전하를 운반하기 때문에 지구 근처 영공에 있는 인공 전자 장비에 큰 영향을 미치거나 심지어 손상을 줄 수도 있습니다.
양양은 기자들에게 태양 표면 플라즈마의 움직임을 명확하게 연구하기 위해서는 '푸단 1호(란창-메콩 미래별)'가 충분한 데이터를 수집해야 한다고 말했다. 그러나 이 위성이 큰 온도차와 전대역 조사라는 가혹한 환경에서 "견고하게 버티고" 태양과 지구 자체에서 나오는 중간 및 고에너지 입자를 견디는 것은 극히 어렵습니다.
뿐만 아니라, 이 위성은 특정 지역에서 지속적으로 활성화되는 플레어 플라즈마를 "촬영"할 수 있는 충분한 "분광 사진 기술"과 "데이터 새로 고침 속도"도 갖추고 있어야 합니다. 그리고 이 능력은 달성하기 쉽지 않습니다.
소위 스펙트럼 사진은 사진 속 각 픽셀의 색상을 정확하게 식별하는 것입니다. "가장 강한" 훈련된 인간의 눈은 1나노미터의 파장 차이로 다양한 단색광을 구별할 수 있지만 스펙트럼 사진에는 0.05나노미터 미만의 단색광 해상도가 필요합니다. 이는 스펙트럼 기술을 사용하여 가장 민감한 여성이 구별할 수 있는 두 개의 인접한 립스틱 색상 사이에 20개 이상의 그라데이션 색상을 삽입하는 것과 같습니다.
양양은 현재 '푸단 1호(란창-메콩 미래별)'의 분광 촬영 정확도가 0.03나노미터에 달할 수 있다고 소개했는데, 이는 우리나라가 개발한 유사한 기능을 갖춘 위성 중 '최고'이다.
과거 위성은 프리즘 경로를 사용했지만 우리는 고정밀 격자 기술 경로를 선택했다. 화면 새로고침 속도, 280나노미터 생성 자외선 대역의 새로고침 속도가 '최고'입니다. 태양 표면의 플라즈마 폭발을 촬영하는 세부 정보를 0.1초 만에 새로 고칠 수 있습니다. 이전에 세계에서 가장 빠른 속도는 1초였습니다.
실제로 초고분광 해상도를 얻으려면 위성을 더 크게 만들면 됩니다. 하지만 개발팀의 어려움은 다양한 제한 사항에 따라 이 작은 위성의 측면 길이를 50cm로 제어하는 것입니다.
"소형 위성에서는 초점 거리가 길어질 수 있도록 빛이 대각선으로 흐르도록 노력합니다. 거리가 길수록 해상도가 높아집니다."라고 yang yang은 말했습니다. 푸단 1호(란창-메콩 미래별)'는 달팽이 껍질 속 도장으로 '광로 전체를 특별히 설계했다.
“작은 돈을 써서 큰 일을 하세요”
"fudan-1(lancang-mekong future star)" 개발팀은 또한 "더 빠른 속도, 더 나은 경제"라는 노선을 구현합니다. 같은 종류의 외국 위성의 가격은 수십억 달러에 달하지만 이 소형 위성의 가격은 전자의 1%에 불과하다.
양양은 돈을 절약할 수 있는 '푸단 1호(란창-메콩 미래스타)'의 비결은 "산업체인에 의존해 핵심을 스스로 발전시키는 것"이라고 소개했다. 예를 들어, 주요 페이로드 "nu ke no. 1" 분광계는 yang yang과 그의 팀이 우리나라의 상대적으로 완전한 산업 체인에 의존하는 저렴한 부품을 사용하여 조금씩 "만들었습니다".
"분광계에는 작은 거울이 많이 있습니다. 한편으로는 이러한 거울을 고정밀도로 교정하여 무게가 가볍고 정확한 각도를 갖도록 하는 방법을 연구해야 합니다. 다른 한편으로는 어떻게 교정하는지도 연구해야 합니다. yang yang은 "fudan-1(lanmei future star)에 탑재된 분광계는 열팽창 및 수축 후 -50°c에서 100°c 사이의 온도 차이를 견딜 수 있어야 합니다. 다양한 광학 장치는 필연적으로 약간의 변형을 겪게 되어 "광학 경로"가 구부러지고 촬영된 "사진"이 흐려지며 수집된 데이터가 편향됩니다.
"우리는 안경과 마찬가지로 일반적으로 문제 없이 사용하지만, 온도 차이가 너무 크면 두께의 변화와 구조적 변형이 나타나 시력의 선명도에 영향을 미치고 심지어 렌즈가 파손될 수도 있습니다. "라고 양양이 말했다.
분광계가 공간의 큰 온도 차이에 적응할 수 있도록 특별한 "보상 구조"를 사용했습니다. 열팽창 및 수축 후에 서로 다른 구조 부품의 변형이 서로 상쇄되어 제자리에 유지됩니다.
분광계의 고정 접착제도 대학 과목입니다. 팀은 극한 환경에서의 안정성을 테스트하기 위해 다양한 수입 및 국내 접착제를 시험해 보았습니다. 결국 국산 접착제의 성능이 좋고 그에 따라 비용도 낮아진다는 사실을 발견했습니다.
"우리의 소형 위성의 무게는 약 50kg이고 주 페이로드 분광계는 2.5kg을 초과할 수 없습니다. 가볍고 방사선에 강해야 합니다."라고 푸단대학교 핵과학과 박사과정 연구원인 tian ziqiang은 말했습니다. 기자들은 방사선 저항을 단순히 "태양 보호"로 이해한다고 말했습니다. 태양과 자외선으로부터 자신을 보호하는 지구상의 인간과 달리 '푸단 1호(란창-메콩 미래별)'는 태양 자체와 다른 우주 광원을 직접 마주해야 한다.
플라즈마는 우주에서 높은 에너지로 소형 위성 내부에 "충돌"하는 일종의 하전 이온입니다. 최종적으로 하늘로 발사된 위성이 '태양 보호' 기능을 제대로 수행하지 못한다면 데이터를 수집하기 전에 우주 입자에 의해 '폭발'될 가능성이 높습니다.
"우리는 또한 소형 위성 내부에 4~5층의 보호층을 가지고 있습니다. 각 층은 서로 다른 특성을 가지며 모두 보호 역할을 할 수 있습니다. tian ziqiang은 푸단대학교 핵과학과가 독특한 초전자빔을 보유하고 있다고 말했습니다. 대만에서 이온 트랩 장치는 핵물리학 교사와 학생들이 사용하는 대형 과학 장치입니다. 이 기존 대형 장치를 통해 팀원은 코로나의 극한 환경을 직접 시뮬레이션하여 소형 위성의 "적층 장갑" 여부를 테스트할 수 있습니다. 효과적이다.
모든 종류의 미세한 수정, 추가 작업 및 체중 감량은 모두 푸단 대학의 교사 및 학생 팀에 의해 조금씩 이루어졌습니다. 주요 주제는 "부지런하고 검소하며 도움을 요청하지 않고 스스로 수행하십시오"입니다.
"큰 사진에서 작은 지문을 찾아요"
이 소형 위성의 발사는 란창-메콩 강 유역 6개국 과학기술 협력의 모델이 될 것이라는 점은 주목할 만하다.
2019년에는 교육 및 청소년 협력 강화에 관한 제4차 란창-메콩 협력 외무장관 회담에서 합의한 합의를 이행하기 위해 란창-메콩 6개국 8개 대학이 란창-메콩 청소년 교류 및 협력 설립을 발의했습니다. 푸단대학교에 위치한 센터입니다. 기타 파트너 학교로는 캄보디아 프놈펜왕립대학교, 칭하이대학교, 광시재경대학교, 라오스국립대학교, 미얀마 양곤대학교, 태국 송클라대학교, 인문사회과학대학교 등이 있습니다. 베트남 하노이 국립대학교.
지난 수년간 6개국의 젊은이들은 인문학 분야에서 긴밀한 교류를 이어왔습니다. 이번에 '푸단 1호(란창-메콩 미래별)'는 과학기술 분야 6개국 젊은 교사와 학생들의 협력을 받아 우주로 '날아갈' 예정이다.
"위성 페이로드는 푸단 팀에 의해 개발되었지만 앞으로 얻을 수 있는 귀중한 태양 데이터와 그에 대한 연구 및 분석은 란창-메콩 6개국의 젊은 교사 및 학생들과 공유될 수 있습니다."라고 당 서기 zhao qiang이 말했습니다. 푸단대학교 현대물리연구소 위원.
양양은 기자들에게 태양 표면의 플라스마 운동에 대한 데이터를 수집하는 '푸단 1호(란창-메콩 미래별)'는 태양 폭발 연구의 첫 번째 단계일 뿐이며 '스펙트럼 해석'이라는 힘든 작업이 뒤따를 것이라고 말했다. .
아직 데이터는 나오지 않았지만 푸단대 핵과학과 석사과정 학생인 황스한(huang shihan)은 이미 '스펙트럼 해명'을 위한 준비를 하고 있다. 그는 이전에 발표된 세계 여러 나라의 태양광 플라즈마에 관한 연구 데이터, 예비 컴파일된 알고리즘 및 예측 모델을 수집하고 "fudan-1(lancang-mekong future star)"의 최신 데이터가 준비되기를 기다렸습니다.
"'스펙트럼 해석'은 거대한 사진에서 작은 지문을 찾는 것과 같습니다." 황스한은 기자들에게 태양 표면 플라즈마의 실제 스펙트럼 데이터가 돌아온 후 그와 그의 팀원들이 스펙트럼에서 효과적인 데이터를 추출할 것이라고 말했습니다. 이 데이터는 중국 유일의 초전자빔 이온 트랩 장치에 대한 지상 실험을 설계 및 실행하고 태양 표면의 과정을 반복 및 시뮬레이션하며 하늘과 지상 실험의 차이점을 분석하는 과정에서 이론적 모델의 장점과 단점을 연구하고 이를 반복적으로 개선하여 일출 표면에서 플라즈마의 이동 규칙을 찾습니다.
이 과정에는 란창-메콩 6개국의 청년과 선배학자들이 함께 참여할 수 있다. 양 양 대표는 "데이터를 공유하는 것뿐만 아니라 더 큰 규모로 서로 방문하고, 학생을 서로 보내고, 데이터 수신소를 공동 구축하고, 국제 협력 연구 센터도 공동 구축할 것"이라고 말했다.
최근 소식은 얼마 전 태국 푸켓에서 열린 란창-메콩 지역 거버넌스 청년 혁신 설계 공모전에서 푸단대학교가 6개국 청년들을 대상으로 위성 개발 및 적용을 시연하고 다국적 과학연구팀 모집에 나섰다는 소식이다. 다음으로 중국 위성이 보내주는 귀중한 데이터를 기다리고 있습니다.
중국청년일보·중국청년일보 왕예제 기자 출처: 중국청년일보
(출처: 중국청년일보)
