地球空间双星探测计划——“双星计划”
Double Star Mission
“地球空间双星探测计划”(简称双星计划)是我国第一次以自主提出的空间探测计划进行国际合作的重大科学探测项目,是国家民用航天“十五”计划中设立的重点科学探测卫星计划,是国家第一次以明确的空间科学问题列入的卫星型号。
双星计划包括两颗卫星:近地赤道区卫星(TC-1)和极区卫星(TC-2),运行于目前国际上地球空间探测卫星尚未覆盖的近地磁层活动区。这两颗卫星相互配合,形成了独立的具有创新和特色的地球空间探测计划。双星计划与欧空局的“星簇计划(Cluster)”相配合,将构成人类历史上第一次使用相同或相似的探测器对地球空间进行“六点”探测,研究地球磁层整体变化规律和爆发事件的机理。

全面了解地球空间环境联锁变化的物理过程;
推动空间天气预报的发展;
推动行星空间环境比较研究的发展;
带动相关基本物理问题研究的发展
- 发射时间:2003年12月30日、2004年7月25日
- 轨道近地点:555km
- 发射地点:西昌卫星发射中心
- 轨道倾角:28.5度
- 运载火箭:“长征”二号丙/SM型运载火箭
- 卫星状态:任务结束
在首席科学家和空间物理探测器(有效载荷)任务科学家(Principle Investigator, PI)需求的指导下,负责为两颗卫星各研制8台探测器。其中TC-1(赤道星)星有三台国产的探测器,5台欧空局提供的探测器;TC-2(极轨星)星有五台国产的探测器,2台欧空局提供的探测器,1台中欧合作研制的探测器,并负责探测器的标定、交付、试验、发射服务、在轨测试及运行阶段的工程服务。两颗卫星的探测器配置如下表,除了TC-1星的主动电位控制仪和TC-2星的中性原子成像仪是根据轨道不同而单独设置的以外,其他各台仪器从探测性能上来讲都是相同的,可以在不同的空间区域中获取同类型的物理参数。
两颗卫星的探测器配置表如下:
TC-1 卫星 | TC-2 卫星 | |
---|---|---|
1 | 高能电子侦测器(中) | 高能电子侦测器(中) |
2 | 高能质子侦测器(中) | 高能质子侦测器(中) |
3 | 重离子侦测器(中) | 重离子侦测器(中) |
4 | 磁通门磁强计(欧) | 磁通门磁强计(欧) |
5 | 电子和电流仪(欧) | 电子和电流仪(欧) |
6 | 热离子分析仪(欧) | 低能离子探测器(中) |
7 | 磁场波动分析仪(欧) | 低频电磁波探测器(中) |
8 | 电位主动控制仪(欧) | 中性原子成像仪(欧、中) |
对欧洲研制和提供的探测器,为了更好的掌握其先进技术并协助其更好的提供中方,以及协调接口等事宜,同时也培养队伍,有效载荷分系统为每个欧洲设备都安排了专人负责。


1 利用最先进的卫星探测数据
2001年7月和8月发射的Cluster计划,包括四颗卫星,在空间中构成四面体结构,其主要创新是能探测过去不能实现的地球空间等离子体环境的三维中小尺度结构和分辨时间变化。Cluster和我国的“地球空间双星探测计划”相配合,第一次形成地球空间的六点探测。此外,还利用美国2000年3月发射的磁层成像卫星、ISTP有关的探测数据和全球地面观测数据。
2 研究内容聚焦在当前国际上最具有挑战性的前沿领域
首次提出用地球空间暴这个名词概括地球空间相互联系的爆发事件。定义地球空间暴包括磁层亚暴、磁暴、磁层粒子暴、电离层暴和热层暴,其中磁层亚暴、磁暴和磁层粒子暴可称为磁层空间暴,这是当前地球空间最具有挑战性的关键科学问题。通过地球空间暴可系统地了解地球空间各层次的连锁变化过程。
