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科學家基于“慧眼”衛(wèi)星數(shù)據(jù)反演得到地球中性大氣密度

時間:2022-03-14 14:21:23 來源: 環(huán)球時報


據(jù)悉,相關(guān)研究成果發(fā)表在Advances in Space Research(《空間研究進展》)上。

據(jù)介紹,臨近空間大氣同時受到來自上方的太陽活動和地磁活動的影響,以及來自下方的地形、天氣活動、重力波的影響,因而臨近空間大氣表現(xiàn)出復雜且多樣的變化特征,臨近空間大氣密度作為表征臨近空間大氣的基本參數(shù),可用于剖析日地關(guān)系和圈層耦合的物理機制;臨近空間大氣是空天飛行器的通過區(qū)域,臨近空間大氣密度的準確測量影響空天飛行器的精密定軌、變軌控制、空間碎片的碰撞規(guī)避及再入飛行器的返回控制等,因此,臨近空間大氣密度在工程應用領(lǐng)域應用廣泛。

然而,由于探測技術(shù)的限制,臨近空間大氣密度的探測較為困難,實測資料較少。X射線掩星探測技術(shù)利用大氣對天體X射線輻射的衰減特性,通過衛(wèi)星平臺實現(xiàn)臨近空間大氣密度的層析掃描探測,可有效解決臨近空間大氣密度全球?qū)崟r探測問題。

對此,中國科學院國家空間科學中心復雜航天系統(tǒng)電子信息技術(shù)院重點實驗室先進測量技術(shù)研究室致力于臨近空間大氣密度X射線層析掃描探測新技術(shù)研究。

在前期研究的基礎(chǔ)上,科研團隊針對臨近空間大氣密度研究提出了一種能譜擬合反演算法,構(gòu)建了掩星過程中不同海拔范圍內(nèi)的能譜前向模型,結(jié)合我國首顆大型X射線天文衛(wèi)星“慧眼”(HXMT)的掩星數(shù)據(jù),發(fā)展了一套貝葉斯數(shù)據(jù)分析和參數(shù)反演框架。研究通過分析Insight-HXMT的低能X射線望遠鏡1-10 keV能量范圍內(nèi)的能譜掩星數(shù)據(jù),反演得到90-200 km海拔高度范圍內(nèi)的中性大氣密度,反演結(jié)果顯示,與NRLMSISE-00模型密度相比偏小,尤其在110-120 km海拔范圍內(nèi),反演結(jié)果比NRLMSISE-00模型密度低了約34.4%。


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