空间环境探测研究和数据分析实验室

空间环境探测研究和数据分析实验室开展如下科研实验工作:电离层监测、卫星粒子辐射探测载荷研制、空间探测数据服务、空间天气研究和空间环境效应研究。配合本科生“空间探测原理与实验”课程进行的专业教学实验。

实验室始建于1975年,首先开展电离层观测实验,支撑电离层方向的研究。目前观测仪器包括:电离层高频多普勒频移监测仪、高精度双频GPS接收机、电离层闪烁监测仪、次声波监测仪、电离层吸收观测设备等。至今已建设分别位于北京大学校本部、北京大学昌平校区、密云卫星地面站、福州、南宁和深圳六个电离层观测站,是国家重大科技基础设施项目东半球空间环境地基综合监测子午链(简称:子午工程)的一个组成部分。基于这些台站的观测设备可以开展电离层区域特性研究、电离层不规则研究、电离层与磁层耦合、以及低层大气与电离层的耦合等多项前沿课题研究。

上世纪90年代以来,在本实验室开展了粒子辐射探测研究。先后研制了两代星内粒子监测器,探测MeV能量的高能电子和十MeV到百MeV能量的高能质子,分别装载中巴资源一号系列卫星的CBERS01(1999年发射)、CBERS02(2003年发射)、CBERS02b(2007年发射)和CBERS04(2014年发射)卫星上,监测进入卫星内部的高能电子和质子辐射。MeV能量的高能电子又称为相对论电子或“杀手”电子,它可以穿透卫星蒙皮,沉积到卫星内部介质产生充放电效应;高能质子可以引起卫星电路的单粒子效应。两者均是威胁卫星安全的重要环境因素,对其进行探测具有科学和实际意义。

本实验室研制了粒子辐射效应监测器装载两颗实验卫星,监测离子LET谱段和辐射剂量,并研制了空间离子LET谱仪。LET谱是研究空间单粒子效应的重要参数,研究航天器空间环境效应。

近年来开发研制了50至600keV的中能电子探测器,拟装载高轨道卫星,探测空间中能电子环境,预计今年8月发射,这也是国内首次实现对中能电子的高角分辨率多方向能谱测量。中能电子是加速为高能电子的种子电子。探测中能电子可以作为高能电子辐射事件的预报参数,为空间天气研究提供资料。

空间探测数据服务系统收集积累国际上重大空间任务的探测数据,以及多CPU的集群运算系统,支持空间物理研究。实验室还具有50 keV电子辐射源和粒子辐射测量设施,可以开展粒子探测仪器检测和标定实验,并且可以进行空间环境效应研究。

实验室主任:邹鸿,email: derakzou@aliyun.com