国内外光声光谱技术发展状况


 发布时间:2021-03-06 05:54:39

“借助它们,高分五号卫星可获取从紫外到长波红外谱段的高光谱分辨率星载遥感数据,对内陆水体、陆表生态环境、蚀变矿物及岩矿类型等地物目标,以及大气污染气体、温室气体、气溶胶等环境和气象要素进行综合探测。”童旭东说。高分专项全称为高分辨率对地观测系统重大专项,是我国中长期科技发展规划确

卫星设计寿命7年,搭载多通道扫描成像辐射计、静止轨道干涉式大气垂直探测仪、闪电成像仪和空间天气仪器包。每15分钟拍张地球高清写真多通道扫描成像辐射计承担获取地球表面和大气的多种光谱辐射信息,为天气预报、气候观测提供观测数据的重任。与第一代静止轨道气象卫星“风云二号”相比,探测波段数大幅增加、空间分辨率和时间分辨率成倍提高、温度分辨率明显提高、光谱分辨率显著提高、辐射定标精度有进一步提升,可获取地球表面和云的多光谱、高精度定量观测数据和图像,包括昼夜的地球全圆盘图像、高频次的区域图像,将全面提高对地球表面和大气物理参数的多光谱、高频次、定量探测能力。

值得一提的是,上海航天技术研究院的研制团队做了8万次的读写试验,“相当于在轨使用16年,结果发现一个坏区都没有。”蒋光伟说。他还提到,高分五号卫星的天线在轨期间,每天都要进行大角度的摆动,是对使用寿命考验最大的部件之一。即使卫星实际在轨运行8年也只需6万多次摆动,但研制团队在地面上却足足做了8万次摆动验证试验。一个有必要交代的背景是,此次发射高分五号卫星,对外所称设计寿命为8年。而当前国内低轨遥感业务星的设计寿命,一般仅为3~5年。

结晶实验受重力影响空间复合胶体晶体生长实验是当前世界基础前沿科学与高新技术相结合的产物。早在2002年,我国科学家便提出利用神舟号飞船或空间实验室等空间飞行平台,在空间开展胶体晶体形成与相变过程的研究设想。天空一号此番进行的复合胶体晶体生长与相变实验,目的是在空间微重力条件下,研究亚微米尺寸的带电胶体颗粒悬浮液在不同电场和温度下的结晶和相变过程,从而探索重力对胶体晶体自组装的影响。这也是我国首次在空间科学实验中采用可见光衍射方法实现胶体晶体的结构解析。

作为目前世界上口径最大的光谱巡天望远镜,LAMOST的第一批数据集包含220万条光谱。科学家们据此已取得一批较有影响力的科研成果。其中包括:——在仙女星系和三角星系区域内新发现近2000颗类星体,这是目前中国天文学家利用自主设备在该天区发现的世界上数目最多的类星体样本。LAMOST运行和发展中心常务副主任赵永恒表示,这些类星体可用来探测仙女星系和三角星系及其周围子结构中星际介质的化学组成。此外,类星体因距离地球遥远可被视作参考坐标,观测仙女星系如何相对银河系运动。

同时,它的内部会产生很强的对流,从而导致锂从恒星表面被带入恒星内部。由于恒星内部温度非常高,锂就被消耗掉了。所以说,恒星在巨星阶段锂的含量应该是呈几十倍到上百倍减少的。”这样的理论在很长一段时间内被认为是正确的。直到1981年,天文学家乔治·沃勒斯坦和克里斯·斯奈登利用一架小型望远镜发现了一颗特殊的恒星,它的光谱非常奇特,在本不该有谱线的地方发现了一条很强的锂线。他们觉得这种现象极为罕见,也无法给出确切的解释。

相关实验数据已分别提供给国土资源部航空物探遥感中心、国家海洋局、中国林业科学研究院以及中科院遥感所、对地观测与数字地球中心等单位,为开展地质调查、矿产和油气资源勘查、水文生态监测以及环境污染监测提供了有力支撑。探测设备服务“天神”对接天宫一号任务期两年,正好处于第24太阳活动周的峰年附近,而太阳风暴的发生具有很强的随机性和突发性。为了做好空间环境保障,科研人员早在天宫一号上天前,就为其安装了高能粒子辐射探测器和轨道大气综合探测器。

高光谱成像 “天眼”监测大气污染与此前发射的采用普通光学成像,只能看到物质的形状、尺寸等信息的高分卫星不同,高分五号卫星是“高分家族”中唯一一颗采用高光谱分辨率成像技术的卫星,它的“视力”与众不同。高分专项工程总设计师、国防科工局重大专项工程中心主任童旭东解释说,地球上不同的元素及其化合物都有自己独特的光谱特征,因此,光谱被视为辨别物质的“指纹”,是用以识别和分析不同物体特征的“身份证”。高分五号卫星是我国光谱分辨率最高的遥感卫星,可实现紫外至长波红外谱段的全谱段观测,通过高精度的“图谱合一”光谱分析可以探测物质的具体成分。

作为国际首台静止轨道的干涉式大气垂直探测仪,其在长波红外和中波红外波段可实现1500个以上细分光谱的探测,光谱分辨率达0.625波数,红外波段空间分辨率达16公里。相当于给大气做超过1500层的精细“立体CT”切片式探测。它为人类深入研究大气对流,更精细预测灾害性天气提供了新的可能。今夏汛期开展天气预报试验风云四号A星通过获取地球表面和云的多光谱、高精度、定量观测数据和图像,将大幅度提高我国天气预报、气象防灾减灾、应对气候变化、气候资源开发、生态环境监测和空间天气监测预警能力,并广泛应用于气象、水利、农业、林业、环境、能源、航空和海洋等领域,特别是在服务我国“一带一路”建设等国家重大战略方面发挥重要作用。风云四号卫星已被世界气象组织纳入全球对地观测气象卫星序列,根据在轨测试初步计划,风云四号A星有望在今年我国夏季汛期开展天气预报试验试用,在年底具备试运行的能力。届时,将实时提供高精度的观测资料,为我国及亚太地区防灾减灾和经济社会发展发挥重要作用。本报记者 孙乐琪 J245。

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