professores e alunos da fudan constroem cargas úteis de satélite para estudar e prever o mecanismo das explosões solares e vão ao espaço para ouvir a “respiração” do sol
2024-10-07
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em 24 de setembro, foi lançado o foguete transportador jielong 3. foto cortesia da china long march rocket co., ltd.
em 24 de setembro, o foguete transportador jielong-3 voou para o espaço carregando o "fudan-1 (lancang-mekong future star)". repórteres do china youth daily e do china youth daily aprenderam que este é o primeiro satélite desenvolvido em conjunto pela universidade fudan e pela shanghai aerospace technology co., ltd. contando com a cadeia industrial doméstica relativamente completa e design simplificado, seu custo de hardware é apenas o de estrangeiros países. um "fragmento" de satélites com alvos científicos semelhantes.
embora não exista muito “ouro criptônio”, ele assume a importante tarefa de explorar um conhecimento profundo – estudar o mecanismo de previsão de explosões solares e analisar por que e quando a superfície do sol “explode”. yang yang, projetista-chefe da carga principal do "fudan-1 (lancang-mekong future star)" e professor associado do departamento de ciência e tecnologia nuclear da universidade fudan, disse aos repórteres que a "explosão" na superfície do sol é na verdade uma explosão concentrada de plasma na superfície do sol.
"assim como é descrito no filme de ficção científica "the wandering earth 2", uma vez que haja uma 'grande explosão' na superfície do sol, a tempestade de partículas de alta energia que ela libera pode destruir as instalações espaciais introduzidas." que ele e 6 pessoas a carga ultravioleta "fudan-1 (lancang-mekong future star)" desenvolvida por estudantes da fudan analisa em conjunto a causa e a escala desta "explosão" coletando continuamente dados sobre o movimento do plasma na superfície do sol "com. com este satélite, podemos obter informações em primeira mão sobre os parâmetros do plasma solar e construir nosso próprio modelo de previsão."
"construindo um dojo em uma concha de caracol"
o sol é uma bola de plasma constantemente ativa, "viva e respira", e sua atividade normal na superfície gera vento solar. o vento solar de alta intensidade tem um impacto maior sobre os humanos, originando-se principalmente do jato de plasma que sai durante o processo de ejeção de massa da coroa (atmosfera mais externa). este plasma é acelerado até o ponto em que a gravidade do sol não consegue “puxá-lo” e então viaja ao longo das linhas do campo magnético do sol para chegar às proximidades da terra. por ter energia cinética extremamente alta e carregar uma grande quantidade de carga, terá um enorme impacto ou até mesmo danificará equipamentos eletrônicos feitos pelo homem no espaço aéreo próximo à terra.
yang yang disse aos repórteres que, para estudar claramente o movimento do plasma na superfície solar, "fudan-1 (lancang-mekong future star)" precisa coletar dados suficientes. no entanto, é extremamente difícil para este satélite "manter-se firme" no ambiente hostil de grandes diferenças de temperatura e irradiação de banda completa, e suportar partículas de média e alta energia do sol e da própria terra.
além disso, este satélite também deve ter “tecnologia de fotografia espectral” e “velocidade de atualização de dados” suficientes para “fotografar” o plasma flare constantemente ativo em áreas específicas. e esta capacidade não é fácil de alcançar.
a chamada fotografia de espectro serve para identificar com precisão a cor de cada pixel da foto. o olho humano treinado "mais forte" pode distinguir diferentes luzes monocromáticas com uma diferença de comprimento de onda de 1 nanômetro, mas a fotografia espectral requer a resolução da luz monocromática abaixo de 0,05 nanômetros. isso equivale a usar a tecnologia espectral para inserir mais de 20 cores gradientes entre duas cores de batom adjacentes que as mulheres mais sensíveis conseguem distinguir.
yang yang apresentou que a atual precisão do disparo espectral do "fudan-1 (lancang-mekong future star)" pode chegar a 0,03 nanômetros, que é o "melhor" entre os satélites com funções semelhantes desenvolvidos por nosso país.
"no passado, os satélites usavam a rota do prisma, mas escolhemos a rota da tecnologia de grade de maior precisão." yang yang disse: "fudan-1 (lancang-mekong future star)" não só tem alta resolução, mas também tem uma velocidade rápida. velocidade de atualização da tela, criando 280 nanômetros. a velocidade de atualização na banda ultravioleta é a "melhor". ele pode atualizar os detalhes da fotografia de explosões de plasma na superfície do sol em apenas 0,1 segundos. a velocidade anterior mais rápida de satélites semelhantes no mundo era de 1 segundo.
na verdade, se você deseja obter uma resolução espectral ultra-alta, basta aumentar o satélite. mas a dificuldade para a equipe de desenvolvimento é controlar o comprimento lateral deste pequeno satélite para 50 centímetros de acordo com várias restrições.
"em satélites pequenos, tentamos fazer a luz correr diagonalmente para que sua distância focal possa ser maior. quanto maior a distância, maior a resolução." fudan no. 1 (lancang-mekong future star)" é um dojo em uma concha de caracol, "projetamos especificamente todo o caminho óptico."
“gaste um pouco de dinheiro para fazer grandes coisas”
a equipe de desenvolvimento "fudan-1 (lancang-mekong future star)" também implementa a linha "mais velocidade, melhor economia". o custo de satélites estrangeiros do mesmo tipo é medido em milhares de milhões de dólares, mas este pequeno satélite custa apenas 1% do anterior.
yang yang apresentou que a receita secreta para "fudan no. 1 (lancang-mekong future star)" para economizar dinheiro é "confiar na cadeia industrial e desenvolver o núcleo por si só". por exemplo, o espectrômetro de carga útil principal "nu ke no. 1" foi "feito" pouco a pouco por yang yang e sua equipe usando componentes de baixo custo, contando com a cadeia industrial relativamente completa do meu país.
“existem muitos espelhos pequenos no espectrômetro. por um lado, precisamos estudar como calibrar esses espelhos com alta precisão para que sejam leves e tenham ângulos precisos. para fixar esses espelhos e torná-los duráveis." yang yang introduziu: "o espectrômetro transportado por fudan-1 (lanmei future star) deve ser capaz de suportar diferenças de temperatura entre -50°c e 100°c. vários dispositivos ópticos sofrerão inevitavelmente uma ligeira deformação, causando diretamente "caminho óptico "torto", as "fotos" tiradas ficarão desfocadas e os dados coletados serão tendenciosos.
“assim como os seus óculos, costumamos usá-los sem problemas, mas se a diferença de temperatura for muito grande, você encontrará algumas alterações na espessura e deformação estrutural, que afetarão a clareza da visão, podendo até causar sérios danos à lente. ", disse yang yang.
para permitir que o espectrômetro se adaptasse às enormes diferenças de temperatura no espaço, eles usaram uma “estrutura de compensação” especial. após a expansão e contração térmica, as deformações das diferentes partes estruturais se anulam e permanecem no lugar.
a cola de fixação do espectrômetro também é matéria universitária. a equipe testou diversas colas importadas e nacionais para testar sua estabilidade em ambientes extremos. no final, a equipe descobriu que uma cola produzida internamente teve um bom desempenho e o custo caiu proporcionalmente.
"nosso pequeno satélite pesa cerca de 50 quilos, e a carga útil principal do espectrômetro não pode exceder 2,5 quilos. deve ser leve e resistente à radiação." repórteres que a resistência à radiação é simplesmente entendida como "proteção solar". ao contrário dos humanos na terra, que se protegem do sol e dos raios ultravioleta, "fudan-1 (estrela do futuro lancang-mekong)" tem que ficar de frente diretamente para o próprio sol e outras fontes de luz cósmica.
o plasma é um tipo de íon carregado que “colide” no interior de pequenos satélites de alta energia no espaço. se um satélite finalmente lançado ao céu não fizer um bom trabalho de “proteção solar”, é muito provável que seja “explodido” por partículas espaciais antes de poder coletar dados.
"também temos de 4 a 5 camadas de proteção dentro de nosso pequeno satélite. diferentes camadas têm características diferentes e podem desempenhar um papel protetor. tian ziqiang disse que o departamento de ciência e tecnologia nuclear da universidade fudan possui um superfeixe de elétrons único." em taiwan. o dispositivo de armadilha de íons é um grande dispositivo científico usado por gerações de professores e estudantes de física nuclear. por meio deste grande dispositivo existente, os membros da equipe podem simular diretamente o ambiente extremo da coroa para testar se a "armadura empilhada" de pequenos satélites. é eficaz.
todos os tipos de modificações finas, trabalho extra e perda de peso foram elaborados aos poucos por uma equipe de professores e alunos da universidade fudan. o tema principal é ser “diligente e econômico, e fazer você mesmo, sem pedir ajuda”.
"procurando pequenas impressões digitais em fotos enormes"
é importante notar que o lançamento deste pequeno satélite se tornará um modelo de cooperação científica e tecnológica entre os seis países ao longo do rio lancang-mekong.
em 2019, a fim de implementar o consenso alcançado na quarta reunião de ministros dos negócios estrangeiros da cooperação lancang-mekong sobre o reforço da cooperação na educação e na juventude, oito universidades dos seis países lancang-mekong iniciaram o estabelecimento do intercâmbio e cooperação juvenil lancang-mekong. center, localizado na universidade fudan. outras escolas parceiras incluem a universidade real de phnom penh no camboja, a universidade qinghai, a universidade de finanças e economia de guangxi, a universidade nacional do laos, a universidade de yangon em mianmar, a universidade príncipe de songkla na tailândia e a universidade de humanidades e ciências sociais de a universidade nacional de hanói, no vietnã.
ao longo dos anos, os jovens dos seis países tiveram intercâmbios estreitos no campo das humanidades. desta vez, "fudan-1 (lancang-mekong future star)" irá "voar" para o espaço com a cooperação de jovens professores e estudantes dos seis países na área da ciência e tecnologia.
"a carga útil do satélite foi desenvolvida pela equipe da fudan, mas os preciosos dados solares e suas pesquisas e análises obtidas no futuro podem ser compartilhados com jovens professores e estudantes nos seis países de lancang-mekong, disse zhao qiang, secretário do partido." comitê do instituto de física moderna da universidade fudan.
yang yang disse aos repórteres que a coleta de dados sobre o movimento do plasma na superfície solar "fudan-1 (lancang-mekong future star)" é apenas o primeiro passo no estudo das explosões solares e será seguido pelo árduo trabalho de "interpretação do espectro" .
os dados ainda não chegaram, mas huang shihan, estudante de mestrado no departamento de ciência e tecnologia nuclear da universidade fudan, já está se preparando para “desvendar o espectro”. ele coletou dados de pesquisa publicados anteriormente sobre plasma solar de vários países ao redor do mundo, algoritmos compilados preliminarmente e modelos de previsão, e esperou que os dados mais recentes de "fudan-1 (lancang-mekong future star)" estivessem disponíveis.
"'interpretação do espectro' é como procurar pequenas impressões digitais em uma foto enorme." huang shihan disse aos repórteres que depois que os dados reais do espectro do plasma da superfície solar retornarem, ele e os membros de sua equipe extrairão dados eficazes do espectro. esses dados, projetando e executando experimentos terrestres no único dispositivo de captura de íons por feixe de super elétrons na china, repetindo e simulando o processo da superfície solar, e no processo de análise das diferenças entre experimentos no céu e no solo, esclarecendo o vantagens e desvantagens do modelo teórico e melhorá-lo iterativamente, de modo a encontrar as regras de movimento do plasma na superfície do nascer do sol.
neste processo, jovens e académicos seniores dos seis países lancang-mekong podem participar juntos. "não apenas compartilharemos dados, mas também visitaremos uns aos outros em maior escala, enviaremos estudantes uns aos outros, construiremos em conjunto estações de recepção de dados e construiremos em conjunto centros de pesquisa cooperativos internacionais."
a última notícia é que no concurso de design de inovação juvenil de governança regional de lancang-mekong, realizado há pouco tempo em phuket, tailândia, a universidade fudan demonstrou o desenvolvimento e aplicação de satélites para jovens de seis países e lançou o recrutamento de uma equipe de pesquisa científica transnacional. a seguir, aguardamos os valiosos dados enviados pelo satélite chinês.
china youth daily·repórter do china youth daily wang yejie fonte: china youth daily
(fonte: china youth daily)
