中文核心期刊

中国科技核心期刊

中国科学引文数据库（CSCD）来源期刊

中国高校优秀科技期刊

中国宇航学会深空探测技术专业委员会会刊

高级检索

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码
x 关闭 永久关闭

“可重复使用运载器”专刊征稿启事

近月空间带电粒子环境——“嫦娥1号”“嫦娥2号”观测结果

王馨悦,  张爱兵,  荆涛,  孔令高,  张珅毅

downloadPDF
文章导航 > 深空探测学报(中英文）  > 2019 >  6(2): 119-126
王馨悦, 张爱兵, 荆涛, 孔令高, 张珅毅. 近月空间带电粒子环境——“嫦娥1号”“嫦娥2号”观测结果[J]. 深空探测学报(中英文）, 2019, 6(2): 119-126. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.02.002
引用本文: 王馨悦, 张爱兵, 荆涛, 孔令高, 张珅毅. 近月空间带电粒子环境——“嫦娥1号”“嫦娥2号”观测结果[J]. 深空探测学报(中英文）, 2019, 6(2): 119-126. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.02.002
shu
WANG Xinyue, ZHANG Aibing, JING Tao, KONG Linggao, ZHANG Shenyi. The Lunar Charged Particle Environment by Chang'E-1 and Chang'E-2[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2019, 6(2): 119-126. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.02.002
Citation: WANG Xinyue, ZHANG Aibing, JING Tao, KONG Linggao, ZHANG Shenyi. The Lunar Charged Particle Environment by Chang'E-1 and Chang'E-2[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2019, 6(2): 119-126. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.02.002
shu

近月空间带电粒子环境——“嫦娥1号”“嫦娥2号”观测结果

doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.02.002

  • 中国科学院 国家空间科学中心, 北京 100190;天基空间环境探测北京市重点实验室, 北京 100190;中国科学院 空间环境态势感知技术重点实验室, 北京 100190

基金项目: 中国科学院战略性先导科技专项资助项目（XDA17010303，XDA04077100）；国家自然科学基金资助项目（41204128）；中国科学院重点部署资助项目（ZDRW-KT-2019-1-01）

The Lunar Charged Particle Environment by Chang'E-1 and Chang'E-2

  • National Space Science Center, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China;Beijing Key Laboratory of Space Environment Exploration, Beijing 100190, China;Key Laboratory of Science and Technology on Space Environment Situational Awareness, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China

  • 摘要: “嫦娥1号”（CE-1）、“嫦娥2号”（CE-2）都安装了1台太阳高能粒子探测器（High-energetic ParticlesDetectors，HPD）和2台太阳风离子探测器（Solar Wind Ion Detectors，SWIDs），进行了月球轨道200 km和100 km空间环境探测，获得了月球轨道空间高能带电粒子（质子、电子和重离子）能谱随时间的演化特征、等离子体与月球相互作用特征以及太阳风离子速度、密度和温度参量。空间环境探测数据分析结果表明：太阳活动低年、空间环境扰动水平相对较低、月球处于太阳风中时，近月空间带电粒子环境的基本特征与行星际空间相比变化不大。CE-1、CE-2在轨运行期间，发现了多起0.1～2 MeV能量电子急剧增加事件，这些事件发生在月球从太阳风运动到磁尾的所有空间区域，其中20%的事件伴随着卫星周围等离子体离子加速。模拟和统计研究表明：能量电子急剧增加使得绕月卫星和月球表面电位大幅下降导致了离子加速现象的发生；能量电子总流量大于1011 cm-2时，绕月卫星和月球表面充电电位可达负的上千伏。此外，月表溅射与反射太阳风离子、太阳风“拾起”离子等空间环境事件的发现，揭示了太阳风离子和月球存在复杂的相互作用过程。
    Abstract: Chang'E-1 and Chang'E-2 are 3-axis stabilized lunar orbiters with a circular polar orbit of an altitude of 200 km and 100 km respectively. The space environment system of Chang'E-1 and Chang'E-2 consists of two Solar wind ion detectors (SWIDs, SWIDA/B) and one high energetic particles detector (HPD). SWIDs were developed to measure the plasma environment around the Moon and the spectrum of the circumambient ions surround the spacecraft. The high energetic particles detector was designed to investigate the Solar energetic particles events and the energetic particles (proton, electron and heavy ions)in space. The basic charged particle environment nearby the lunar was obtained by the space environment system under the Solar minimum,weakly interplanetary magnetic fields(IMF) conditions. The results of the space environment system indicate that the energetic particles radiation environment near the lunar is the same as in the interplanetary when the lunar is in the Solar wind and the similar trend of variation is maintained when the Solar wind go through the interplanetary to the lunar. Hundreds of the bursts of 0.1~2 MeV energetic electrons(BEE)occurred by Chang'E-1 and Chang'E-2,and 20% of the ambient plasma ions accelerated on lunar orbit during BEE were observed when Chang'E-1 and Chang'E-2 flying through the terrestrial magneto sheath or the transition region of the boundaries. The results indicated that the BEE induced the surface potential increasing of the orbiter, and lunar or the spacecraft surface will charge to negative kilovolts during the BEEs after the temporal integral of the energetic electrons fluxes reach up to > 1011 cm-2 The complex interaction between Solar wind ions and lunar surface was observed,include the lunar sputter ions,reflection ions and Solar wind "pick up" ions.
  • [1] NESS N F. Interaction of the Solar wind with the Moon[J]. Physics of the Earth & Planetary Interiors,1972,4(3):197-198.
    [2] SCHUBERT G,LICHTENSTEIN B R. Observations of Moonplasma interactions by orbital and surface experiments[J]. Reviews of Geophysics,1974,12(4):592-626.
    [3] 王馨悦,张爱兵,荆涛,等. 高能电子爆发与绕月卫星表面电位大幅下降的联动效应研究[J]. 地球物理学报,2016,18(5):585-589. WANG X Y,ZHANG A B,JING T,et al. Synchronization of energetic electrons bursting and the lunar orbiter surface charging to negative Kilovolts[J]. Chinese Journal of Geophysics,2016,18(5):585-589.
    [4] 王馨悦,荆涛,张珅毅,等."嫦娥一号"卫星太阳高能粒子探测器的首次观测结果[J]. 地球物理学进展,2012,27(6):2289-2295. WANG X Y,JING T,ZHANG S Y,et al. The first results of Chang'e- 1 high energetic particles detector[J]. Progress in Geophysics,2012, 27(6):2289-2295.
    [5] WANG X Y,ZHANG A B,ZHANG X G,et al. Bursts of energetic electron induced large surface charging observed by Chang'E-1[J]. Planetary and space science,71(1):1-8.
    [6] KONG L G,WANG S J,WANG X Y,et al. In-flight performance and preliminary observational results of solar wind ion detectors (SWIDs)on Chang'E-1[J]. Planetary and Space Science,2011,62(1):23-30.
    [7] 欧阳自远. 嫦娥一号卫星的初步科学成果与嫦娥二号卫星的使命[J]. 航天器工程,2010,19(5):1-6. OUYANG Z Y,Science results of Chang'e-1 lunar orbiter and mission goals of Chang'e-2[J]. Spacecraft Engineering,2010,19(5):1-6.
    [8] OUYANG Z Y,LI C L,ZOU Y L,et al. Chang'E-1 lunar mission:an overview and primary science results[J]. Chinese Journal of Space Science,2010,30(5):392-403.
    [9] WANG X D,BIAN W,WANG J S,et al. Acceleration of scattered solar wind protons at the polar terminator of the Moon:results from Chang'E-1/SWIDs[J]. Geophysical Research Letters,2010,37(7):1-5.
    [10] HALEKAS J S,DELORY G T,LIN R P,et al. Lunar Prospector observations of the electrostatic potential of the lunar surface and its response to incident current[J]. Journal of Geophysical Research:Space Physics,2008,113(A9):1-16.
  • [1] 尹力, 叶乐佳, 邸凯昌, 刘斌, 孙小珠, 王长焕, 薄正.  坡度变化率建模的低分辨率坡度补偿方法 . 深空探测学报(中英文）, 2022, 9(3): 311-320. doi: 10.15982/j.issn.2096-9287.2022.20210161
    [2] 王赤, 李磊, 张爱兵, 张珅毅, 侯东辉, 徐子贡, 谢良海, 王慧姿, 罗朋威, 郭静楠, 史全岐, 张小平.  月表太阳风和粒子辐射环境—“嫦娥四号”观测新结果 . 深空探测学报(中英文）, 2022, 9(3): 239-249. doi: 10.15982/j.issn.2096-9287.2022.20220020
    [3] 刘志强, 赵晨, 曹彦, 陈建岳, 杨敏, 李天义.  “嫦娥五号”轨道器供配电系统高比能设计 . 深空探测学报(中英文）, 2021, 8(3): 237-243. doi: 10.15982/j.issn.2096-9287.2021.20210007
    [4] 周昌义, 王赤, 李慧军, 孙辉先, 江源源, 何志平, 周斌, 杨建峰, 周维佳, 胡永富, 范开春, 徐欣锋, 周晴, 王雷, 张宝明.  “嫦娥五号”探测器有效载荷分系统设计 . 深空探测学报(中英文）, 2021, 8(3): 290-298. doi: 10.15982/j.issn.2096-9287.2021.20200050
    [5] 李轶, 黎藜, 郭明姝, 王同磊, 张国峰, 李晓锋.  “嫦娥五号”探测器GNC应用软件高可信研制技术 . 深空探测学报(中英文）, 2021, 8(3): 244-251. doi: 10.15982/j.issn.2096-9287.2021.20200065
    [6] 刘奇祺, 陈楠, 林偲蔚.  月表可照时间谱和太阳辐射谱空间分布特征研究 . 深空探测学报(中英文）, 2021, 8(6): 614-624. doi: 10.15982/j.issn.2096-9287.2021.20210100
    [7] 欧阳琦, 牛东文.  “龙江2号”月球轨道微卫星定轨分析 . 深空探测学报(中英文）, 2019, 6(3): 254-260. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.03.009
    [8] 敖先志, 刘四清, 沈华, 王晶晶, 胡骏翔, 李刚.  2 AU以内的“渐进型”太阳高能粒子事件模拟 . 深空探测学报(中英文）, 2019, 6(2): 156-164. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.02.007
    [9] 侯东辉, 张珅毅, RobertFWimmer-Schweingruber, 于佳, SoenkeBurmeister, 沈国红, 袁斌, 王春琴, 张斌全.  月球粒子辐射环境探测现状 . 深空探测学报(中英文）, 2019, 6(2): 127-133. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.02.003
    [10] 平劲松, 黄倩, 鄢建国, 孟治国, 王明远.  藏匿在冯·卡门坑南部下方的月球质量瘤 . 深空探测学报(中英文）, 2018, 5(1): 34-40. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.01.005
    [11] 黄倩, 王太茂, 赵健楠, 孟治国.  “嫦娥4号”月球背面着陆区月壳及深部结构特征 . 深空探测学报(中英文）, 2018, 5(1): 41-49. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.01.006
    [12] 吴伟仁, 王琼, 唐玉华, 于国斌, 刘继忠, 张玮, 宁远明, 卢亮亮.  “嫦娥4号”月球背面软着陆任务设计 . 深空探测学报(中英文）, 2017, 4(2): 111-117. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2017.02.002
    [13] 叶培建, 于登云, 孙泽洲, 申振荣.  中国月球探测器的成就与展望 . 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(4): 323-333. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.04.004
    [14] 何胜茂, 彭超, 高扬.  从日地系统L2出发借力月球飞越近地小行星 . 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(1): 18-28. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.01.003
    [15] 吴伟仁, 刘庆会, 黄勇, 洪晓瑜, 节德刚, 李海涛.  “嫦娥3号”月面探测器同波束干涉测量系统的设计与实现 . 深空探测学报(中英文）, 2015, 2(1): 34-42. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.01.005
    [16] 刘建忠, 郭弟均, 籍进柱, 刘敬稳, 王庆龙.  月球的构造格架及其演化差异 . 深空探测学报(中英文）, 2015, 2(1): 75-79. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.01.011
    [17] 黄翔宇, 张洪华, 王大铁, 李骥, 关软峰, 王鹏基.  “嫦娥三号”探测器软着陆自主导航与制导技术 . 深空探测学报(中英文）, 2014, 1(1): 52-59.
    [18] CliveNEAL, 平劲松.  月球仍然活跃的构造、火成和内部特征等证据 . 深空探测学报(中英文）, 2014, 1(3): 164-174. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2014.03.001
    [19] AlexanderGUSEV, 孟治国, 平劲松, NataliaPETROVA, HideoHANADA.  多层月球模型的自转动力学与着陆探测 . 深空探测学报(中英文）, 2014, 1(3): 175-180. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2014.03.002
    [20] HideoHANADA, SeiitsuTSURUTA, KazuyoshiASARI, HiroshiARAKI, HirotomoNODA, ShingoKASHIMA, Ken-ichiFUNAZAKI, FuyuhikoKIKUCHI, KojiMATSUMOTO, YusukeKONO, HirooKUNIMORI, ShoSASAKI.  用于未来月球探测的ILOM 技术现状 . 深空探测学报(中英文）, 2014, 1(3): 200-204. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2014.03.006
  • 加载中
WeChat 点击查看大图
计量
  • 文章访问数:  1060
  • HTML全文浏览量:  106
  • PDF下载量:  906
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2018-10-15
  • 修回日期:  2019-02-26
  • 刊出日期:  2019-04-01

近月空间带电粒子环境——“嫦娥1号”“嫦娥2号”观测结果

doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.02.002
  • 中国科学院 国家空间科学中心, 北京 100190;天基空间环境探测北京市重点实验室, 北京 100190;中国科学院 空间环境态势感知技术重点实验室, 北京 100190
    • 基金项目:  中国科学院战略性先导科技专项资助项目（XDA17010303，XDA04077100）；国家自然科学基金资助项目（41204128）；中国科学院重点部署资助项目（ZDRW-KT-2019-1-01）
  • 收稿日期: 2018-10-15
  • 修回日期: 2019-02-26
  • 刊出日期: 2019-04-01

摘要: “嫦娥1号”（CE-1）、“嫦娥2号”（CE-2）都安装了1台太阳高能粒子探测器（High-energetic ParticlesDetectors，HPD）和2台太阳风离子探测器（Solar Wind Ion Detectors，SWIDs），进行了月球轨道200 km和100 km空间环境探测，获得了月球轨道空间高能带电粒子（质子、电子和重离子）能谱随时间的演化特征、等离子体与月球相互作用特征以及太阳风离子速度、密度和温度参量。空间环境探测数据分析结果表明：太阳活动低年、空间环境扰动水平相对较低、月球处于太阳风中时，近月空间带电粒子环境的基本特征与行星际空间相比变化不大。CE-1、CE-2在轨运行期间，发现了多起0.1～2 MeV能量电子急剧增加事件，这些事件发生在月球从太阳风运动到磁尾的所有空间区域，其中20%的事件伴随着卫星周围等离子体离子加速。模拟和统计研究表明：能量电子急剧增加使得绕月卫星和月球表面电位大幅下降导致了离子加速现象的发生；能量电子总流量大于1011 cm-2时，绕月卫星和月球表面充电电位可达负的上千伏。此外，月表溅射与反射太阳风离子、太阳风“拾起”离子等空间环境事件的发现，揭示了太阳风离子和月球存在复杂的相互作用过程。

English Abstract

王馨悦, 张爱兵, 荆涛, 孔令高, 张珅毅. 近月空间带电粒子环境——“嫦娥1号”“嫦娥2号”观测结果[J]. 深空探测学报(中英文）, 2019, 6(2): 119-126. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.02.002
引用本文: 王馨悦, 张爱兵, 荆涛, 孔令高, 张珅毅. 近月空间带电粒子环境——“嫦娥1号”“嫦娥2号”观测结果[J]. 深空探测学报(中英文）, 2019, 6(2): 119-126. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.02.002
shu
WANG Xinyue, ZHANG Aibing, JING Tao, KONG Linggao, ZHANG Shenyi. The Lunar Charged Particle Environment by Chang'E-1 and Chang'E-2[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2019, 6(2): 119-126. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.02.002
Citation: WANG Xinyue, ZHANG Aibing, JING Tao, KONG Linggao, ZHANG Shenyi. The Lunar Charged Particle Environment by Chang'E-1 and Chang'E-2[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2019, 6(2): 119-126. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2019.02.002
shu

    全文HTML

参考文献 (10)

目录

    /

    返回文章
    返回

    您是第 976321 位访问者

    版权所有: 《深空探测学报》（中英文）编辑部编辑部地址: 中关村南大街5号邮编: 100081电话: （010）68915831 / 68915834

    本系统由 北京仁和汇智信息技术有限公司 开发    百度统计