los profesores y estudiantes de fudan construyen cargas útiles satelitales para estudiar y predecir el mecanismo de las explosiones solares y van al espacio para escuchar la "respiración" del sol.
2024-10-07
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el 24 de septiembre se lanzó el cohete portador jielong 3. foto cortesía de china long march rocket co., ltd.
el 24 de septiembre, el cohete portador jielong-3 voló al espacio llevando el "fudan-1 (lancang-mekong future star)". los reporteros de china youth daily y china youth daily se enteraron de que este es el primer satélite desarrollado conjuntamente por la universidad de fudan y shanghai aerospace technology co., ltd. basándose en la cadena industrial nacional relativamente completa y el diseño simplificado, su costo de hardware es solo el de los extranjeros. países un "fragmento" de satélites con objetivos científicos similares.
aunque no hay mucho "oro criptón", asume la importante tarea de explorar un conocimiento profundo: estudiar el mecanismo de predicción de las explosiones solares y analizar por qué y cuándo "explota" la superficie del sol. yang yang, diseñador jefe de la carga útil principal de "fudan-1 (lancang-mekong future star)" y profesor asociado del departamento de ciencia y tecnología nuclear de la universidad de fudan, dijo a los periodistas que la "explosión" en la superficie del sol es en realidad una explosión concentrada de plasma en la superficie del sol.
"al igual que lo que se describe en la película de ciencia ficción "the wandering earth 2", una vez que hay una 'gran explosión' en la superficie del sol, la tormenta de partículas de alta energía que libera puede destruir las instalaciones espaciales, introdujo yang yang". que él y 6 personas la carga ultravioleta "fudan-1 (lancang-mekong future star)" desarrollada por estudiantes de fudan analiza conjuntamente la causa y la escala de esta "explosión" mediante la recopilación continua de datos sobre el movimiento del plasma en la superficie del sol "con. con este satélite podremos obtener información de primera mano sobre los parámetros del plasma solar y construir nuestro propio modelo de predicción".
"construyendo un dojo en el caparazón de un caracol"
el sol es una bola de plasma "viva y respira" constantemente activa, y su actividad superficial normal genera viento solar. el viento solar de alta intensidad tiene un mayor impacto en los humanos, ya que se origina principalmente en el chorro de plasma saliente durante el proceso de eyección de masa de la corona (atmósfera más externa). este plasma se acelera hasta el punto en que la gravedad del sol no puede "tirarlo" y luego viaja a lo largo de las líneas del campo magnético del sol para llegar a las proximidades de la tierra. debido a que tiene una energía cinética extremadamente alta y transporta una gran cantidad de carga, tendrá un impacto enorme o incluso dañará equipos electrónicos fabricados por el hombre en el espacio aéreo cercano a la tierra.
yang yang dijo a los periodistas que para estudiar claramente el movimiento del plasma en la superficie solar, "fudan-1 (lancang-mekong future star)" necesita recopilar suficientes datos. sin embargo, es extremadamente difícil para este satélite "mantenerse firme" en el duro entorno de grandes diferencias de temperatura e irradiación de banda completa, y resistir partículas de energía media y alta procedentes del sol y de la propia tierra.
no solo eso, este satélite también debe tener suficiente "tecnología de fotografía espectral" y "velocidad de actualización de datos" para "fotografiar" el plasma de llamaradas constantemente activo en áreas específicas. y esta habilidad no es fácil de lograr.
la llamada fotografía de espectro consiste en identificar con precisión el color de cada píxel de la foto. el ojo humano "más fuerte" y entrenado puede distinguir diferentes luces monocromáticas con una diferencia de longitud de onda de 1 nanómetro, pero la fotografía espectral requiere una resolución de la luz monocromática inferior a 0,05 nanómetros. esto equivale a utilizar tecnología espectral para insertar más de 20 colores degradados entre dos colores de lápiz labial adyacentes que las mujeres más sensibles pueden distinguir.
yang yang presentó que la precisión de disparo espectral actual de "fudan-1 (lancang-mekong future star)" puede alcanzar los 0,03 nanómetros, que es la "mejor" entre los satélites con funciones similares desarrollados por nuestro país.
"en el pasado, los satélites usaban la ruta del prisma, pero nosotros elegimos la ruta de la tecnología de rejilla de mayor precisión". yang yang dijo: "fudan-1 (lancang-mekong future star)" no sólo tiene alta resolución, sino que también tiene una velocidad rápida. velocidad de actualización de pantalla, creando 280 nanómetros. la velocidad de actualización en la banda ultravioleta es la "mejor". puede actualizar los detalles de fotografiar explosiones de plasma en la superficie del sol en tan solo 0,1 segundos. la velocidad más rápida anterior de satélites similares en el mundo era de 1 segundo.
de hecho, si desea obtener una resolución espectral ultraalta, puede simplemente agrandar el satélite. pero la dificultad para el equipo de desarrollo es controlar la longitud lateral de este pequeño satélite a 50 centímetros según diversas restricciones.
"en los satélites pequeños intentamos hacer que la luz avance en diagonal para que su distancia focal pueda ser mayor. cuanto mayor es la distancia, mayor es la resolución". en cambio, los satélites grandes pueden alcanzar entre 10 y 20 metros. fudan no. 1 (lancang-mekong future star)" es un dojo dentro de un caparazón de caracol, "hemos diseñado específicamente todo el camino óptico".
“gastar un poco de dinero para hacer grandes cosas”
el equipo de desarrollo de "fudan-1 (lancang-mekong future star)" también implementa la línea de "más velocidad, mejor economía". el coste de los satélites extranjeros del mismo tipo se mide en miles de millones de dólares, pero este pequeño satélite sólo cuesta el 1% del primero.
yang yang presentó que la receta secreta para que "fudan no. 1 (lancang-mekong future star)" ahorre dinero es "confiar en la cadena industrial y desarrollar el núcleo por sí mismo". por ejemplo, el espectrómetro de carga útil principal "nu ke no. 1" fue "fabricado" poco a poco por yang yang y su equipo utilizando componentes de bajo costo que dependen de la cadena industrial relativamente completa de mi país.
"hay muchos espejos pequeños en el espectrómetro. por un lado, necesitamos estudiar cómo calibrar estos espejos con alta precisión para que sean livianos y tengan ángulos precisos. por otro lado, también necesitamos estudiar cómo para arreglar estos espejos y hacerlos duraderos." yang yang presentó, "el espectrómetro llevado por fudan-1 (lanmei future star) debe poder soportar diferencias de temperatura entre -50°c y 100°c. después de la expansión y contracción térmica, varios dispositivos ópticos sufrirán inevitablemente una ligera deformación, lo que provocará directamente que la "trayectoria óptica" sea "torcida", las "fotos" tomadas se vuelvan borrosas y los datos recopilados estén sesgados.
"al igual que tus gafas, normalmente las usamos sin problemas, pero si la diferencia de temperatura es demasiado grande, encontrarás algunos cambios en el grosor y deformaciones estructurales, que afectarán la claridad de la visión, e incluso causarán graves roturas en la lente. ", dijo yang yang.
para permitir que el espectrómetro se adaptara a las enormes diferencias de temperatura en el espacio, utilizaron una "estructura de compensación" especial. después de la expansión y contracción térmica, las deformaciones de las diferentes partes estructurales se anulan entre sí y permanecen en su lugar.
el pegamento fijador del espectrómetro también es una materia universitaria. el equipo ha probado una variedad de pegamentos nacionales e importados para probar su estabilidad en ambientes extremos. al final, el equipo descubrió que un pegamento de producción nacional funcionó bien y el costo disminuyó en consecuencia.
"nuestro pequeño satélite pesa alrededor de 50 kilogramos y el espectrómetro de carga útil principal no puede exceder los 2,5 kilogramos. debe ser liviano y resistente a la radiación", dijo el miembro del equipo tian ziqiang, candidato a doctorado en el departamento de ciencia y tecnología nuclear de la universidad de fudan. periodistas que la resistencia a la radiación se entiende simplemente como "protección solar". a diferencia de los humanos en la tierra que se protegen del sol y los rayos ultravioleta, "fudan-1 (lancang-mekong future star)" tiene que mirar directamente al sol y a otras fuentes de luz cósmica.
el plasma es un tipo de ion cargado que "choca" en el interior de pequeños satélites a alta energía en el espacio. si un satélite que finalmente se lanza al cielo no hace un buen trabajo de "protección solar", es muy probable que sea "explotado" por partículas espaciales antes de que pueda recopilar datos.
"también tenemos entre 4 y 5 capas de capas protectoras dentro de nuestro pequeño satélite. las diferentes capas tienen diferentes características y todas pueden desempeñar un papel protector", dijo tian ziqiang, el departamento de ciencia y tecnología nuclear de la universidad de fudan tiene un súper haz de electrones único. en taiwán, el dispositivo de trampa de iones es un gran dispositivo científico utilizado por generaciones de profesores y estudiantes de física nuclear. a través de este gran dispositivo existente, los miembros del equipo pueden simular directamente el entorno extremo de la corona para probar si la "armadura apilada" de los satélites pequeños. es efectivo.
todo tipo de modificaciones finas, trabajo extra y pérdida de peso fueron elaborados poco a poco por un equipo de profesores y estudiantes de la universidad de fudan. el tema principal es ser "diligente y ahorrativo, y hacerlo usted mismo sin pedir ayuda".
"buscando pequeñas huellas dactilares en fotografías enormes"
vale la pena señalar que el lanzamiento de este pequeño satélite se convertirá en un modelo de cooperación científica y tecnológica entre los seis países a lo largo del río lancang-mekong.
en 2019, con el fin de implementar el consenso alcanzado en la cuarta reunión de ministros de relaciones exteriores de cooperación lancang-mekong sobre el fortalecimiento de la cooperación en educación y juventud, ocho universidades de los seis países de lancang-mekong iniciaron el establecimiento del intercambio y cooperación juvenil lancang-mekong. center, que está ubicado en la universidad de fudan. otras escuelas asociadas incluyen la universidad real de phnom penh en camboya, la universidad de qinghai, la universidad de finanzas y economía de guangxi, la universidad nacional de laos, la universidad de yangon en myanmar, la universidad príncipe de songkla en tailandia y la universidad de humanidades y ciencias sociales de la universidad nacional de hanoi en vietnam.
a lo largo de los años, los jóvenes de los seis países han mantenido estrechos intercambios en el campo de las humanidades. esta vez, "fudan-1 (lancang-mekong future star)" "volará" al espacio con la cooperación de jóvenes profesores y estudiantes de los seis países en el campo de la ciencia y la tecnología.
"la carga útil del satélite fue desarrollada por el equipo de fudan, pero los valiosos datos solares y su investigación y análisis obtenidos en el futuro pueden compartirse con jóvenes profesores y estudiantes de los seis países de lancang-mekong", afirmó zhao qiang, secretario del partido. comité del instituto de física moderna de la universidad de fudan.
yang yang dijo a los periodistas que "fudan-1 (lancang-mekong future star)" que recopila datos sobre el movimiento del plasma en la superficie solar es sólo el primer paso en el estudio de las explosiones solares, y será seguido por el arduo trabajo de "interpretación del espectro". .
los datos aún no han llegado, pero huang shihan, estudiante de maestría en el departamento de ciencia y tecnología nuclear de la universidad de fudan, ya está haciendo preparativos para "desentrañar el espectro". recopiló datos de investigación publicados anteriormente sobre plasma solar de varios países del mundo, algoritmos y modelos de predicción compilados preliminarmente, y esperó a que estuvieran disponibles los datos más recientes de "fudan-1 (lancang-mekong future star)".
"la 'interpretación del espectro' es como buscar pequeñas huellas dactilares en una fotografía enorme". huang shihan dijo a los periodistas que después de que se obtengan los datos reales del espectro del plasma de la superficie solar, él y los miembros de su equipo extraerán datos efectivos del espectro. estos datos, diseñando y ejecutando experimentos terrestres en el único dispositivo de trampa de iones de haz de súper electrones en china, repitiendo y simulando el proceso de la superficie solar, y en el proceso de analizar las diferencias entre los experimentos en el cielo y en la tierra, aclarando la ventajas y desventajas del modelo teórico y mejorarlo iterativamente, para encontrar las reglas de movimiento del plasma en la superficie del amanecer.
en este proceso, los jóvenes y los académicos de alto nivel de los seis países de lancang-mekong pueden participar juntos. "no sólo compartiremos datos, sino que también nos visitaremos a mayor escala, nos enviaremos estudiantes entre nosotros, construiremos conjuntamente estaciones receptoras de datos y construiremos conjuntamente centros de investigación cooperativos internacionales", dijo yang yang.
la última noticia es que en el concurso de diseño de innovación juvenil de gobernanza regional lancang-mekong celebrado no hace mucho en phuket, tailandia, la universidad de fudan demostró el desarrollo y la aplicación de satélites a jóvenes de seis países y lanzó la contratación de un equipo de investigación científica transnacional. a continuación estamos a la espera de los valiosos datos que nos envíe el satélite chino.
china youth daily·reportero del china youth daily wang yejie fuente: china youth daily
(fuente: diario de la juventud de china)
