环绕双星盘: 一种高效提取轨道角动量的机制

密近双星演化过程中, 系统轨道角动量的损失对质量传输及轨道演化有重要的影响. 传统的轨道角动量损失机制有引力波辐射、质量损失和磁制动三种. 然而, 双星在物质交流期间, 少量的质量外流可能形成一个与系统轨道共面的、薄且开普勒转动的环绕双星盘(CB盘). CB盘同双星间的引力相互作用产生的潮汐矩将有效地制动系统, 从双星的轨道运动中提取轨道角动量, 即使盘内边缘的质量输入率非常小时, CB盘也是一种极有效的轨道角动量损失机制. 对白矮星双星演化的数值计算表明, CB盘的存在可以提高质量传输率, 导致双星轨道持续收缩. 最后, 简要介绍了近年来关于CB盘的理论研究和观测进展.     

COMPASS导航卫星高精度轨道预报及误差控制技术

针对COMPASS各类型导航卫星的轨道预报精度随时间推移衰减较快问题,提出了基于神经网络模型的卫星轨道预报技术.该技术避开了精化动力学模型的困难,尝试从轨道预报误差的规律中寻找突破,利用神经网络作为建立预报模型的工具,将某历史时刻的轨道预报误差作为训练样本,利用训练好的神经网络模型补偿当前时刻的预报轨道以提高轨道预报精度.针对利用神经网络模型得到的预报轨道精度偶尔会出现低于动力学模型的预报精度这一现象,提出了基于反向重叠弧段比较法的轨道预报误差控制技术.利用实测数据进行实验分析,结果表明,采用神经网络模型补偿预报轨道误差时,不同卫星在不同初始时刻下的改进效果不同.预报8,15和30天导航卫星的轨道改进率分别为80%,77.77%和85%.针对改进失败的现象,利用本文提出的预报误差控制方法,失败率从30%降低到5%以内,而未消除的5%失败率所对应的预报轨道精度与动力学模型的预报轨道精度相当.     

X射线磁性圆二色: MgO衬底铁单晶膜的轨道磁矩和自旋磁矩

利用X射线磁性圆二色(XMCD)吸收谱研究了在MgO衬底外延的铁单晶薄膜的原子磁矩. 根据XMCD吸收谱的加和定则, 得到了铁原子的自旋磁矩和轨道磁矩分别是0.069和2.33 μ_B. 并与不同铁膜的轨道和自旋磁矩进行了比较, 基本上与已发表的实验和理论数据吻合. 实验结果表明当铁的轨道磁矩随膜厚的增加而下降, 向体样品的轨道磁矩靠近, 而自旋磁矩变化不大.     

C_(60)和C_(70)分子中杂化轨道问题

根据Pauling对杂化轨道的经典论述,Haddon在一组论文中提出了π轨道轴矢模型(π-Orbital Axis Vector)POAV,用以一般性的处理非平面有机共轭分子的杂化轨道和π轨道在空间的取向问题.但是POAV计算公式较繁,且必须借助于编写的计算机程序来实现计算.最近,陈琼也讨论了C_(60),C_(70)的轨道杂化问题,然而他们的π轨道取向是人为给出的,因此结果是近似的.我们在Haddon工作的基础上,由p轨道的矢量合成方案,结合POAV计算中的物理图象,简化了Haddon的处理,首次给出了C_(60)分子中碳原子杂化轨道和π杂化     

嫦娥二号日地拉格朗日L2点探测轨道设计与实施

嫦娥二号在国际上首次成功实现了从月球环绕轨道飞向日-地拉格朗日L2点的飞行任务.本文系统地研究了该任务的轨道设计问题,提出了高精度星历模型下日-地拉格朗日L2点附近Lissajous目标轨道的设计方案;针对复杂日-地-月系统动力学环境,基于非线性动力系统流形等理论,提出了日-地与地-月双三体系统下的低能量转移轨道方案.飞行试验结果证明了嫦娥二号日-地拉格朗日L2点探测轨道设计方案的正确性和可行性.     

嫦娥二号卫星轨道确定与测轨技术

嫦娥二号卫星轨道为运载火箭直接将卫星送入地月转移入口点、近月点100km高度月球捕获型轨道.该类型轨道确定及精度评估是测控需要解决的关键问题之一;X波段测量技术实验数据处理方法及精度评估是测定轨中要解决的另一关键问题.本文针对喷气卸载对转移轨道定轨的影响提出了截短观测弧段以提高轨道解算精度的定轨策略,提出了基于入轨轨道与地月转移第一次中途修正量的入轨点精度评估方法,以及基于渐进重叠弧段的近月捕获轨道精度评估方法,在摄动力分析的基础上给出了100km高环月工作轨道月球重力场模型选用策略.给出了深空相位测量数据处理方法,对X波段测距及DOR数据噪声进行了评估.分析表明,文中给出的定轨策略正确、可行,嫦娥二号卫星在地面控制中心的测控下准确进入环月工作轨道;X波段测量数据处理与精度分析方法正确,测速及时延数据噪声降低70%以上,测轨实验数据精度有显著提高.X波段测轨技术与数据处理方法适用于后续深空探测.     

氧吸附金刚石(100)表面的电子结构

利用基于密度泛函理论的第一原理方法, 计算了桥接型和顶接型氧吸附金刚石(100)表面的平衡态几何结构和电子结构. 结果表明, 桥接型氧吸附金刚石(100)表面带隙中不存在表面态, 价带中的占据态主要由O 2p未成键轨道和C—O轨道、C—H轨道作用诱发, 而顶接型氧吸附金刚石(100)表面带隙中存在未占据态, 来源于C 2p和O 2p的未成键轨道, 价带中占据态则由O 2p未成键轨道和C=O p键诱发.     

卫星转发器的时延变化

使用转发式测距观测数据对地球静止轨道(Geostationary orbit,GEO)卫星进行精密定轨时,通常认为卫星转发器时延变化很小,可作为常数和卫星轨道一并求解.事实上这个假定有一定误差,影响了GEO卫星定轨精度.为了研究转发器时延对GEO卫星精密定轨精度的影响,本文对站间单差消除卫星转发器时延与非差常数解算转发器时延两种定轨方案进行了对比.结果发现,转发器时延变化对轨道的影响约为1~2 m.在此基础上,固定差分方法解算的轨道及相关参数,使用非差法反演瞬时转发器时延,结果表明转发器时延变化有明显的周日效应.转发器时延变化规律的发现,为建立GEO卫星定轨精确模型、进一步提高GEO卫星精密定轨以及轨道预报精度具有重要价值.     

磁暴环电流形成过程

利用三维试验粒子轨道计算法, 以强的行星际磁场南向分量驱动的对流电场作为磁暴的主要起因, 研究了大磁暴期间环电流离子的注入过程和对称环电流的形成机制. 本文主要关心大磁暴环电流中的氧离子成分. 计算结果揭示了磁暴环电流形成过程中部分注入粒子轨道具有混沌特征. 特别是证明了粒子由磁尾向内磁层的注入过程中产生的屏蔽电场可使开放轨道转变成闭合轨道, 因而是闭合环电流形成的重要机制. 进一步证明了注入粒子可以得到有效的加速, 加速时间约为1~3小时.     

无转发器式卫星轨道实时精确测量新方法

卫星实时测轨| 光纤时间频率传递| 线性化迭代方法基于GPS定位原理提出了一种卫星轨道实时、精确测定的新方法. 该方法利用了光纤时间频率传递系统的高精度同步的优势, 在可实现位置精确已知的多个地面观测站间高精度时间同步的基础上, 由地面观测站连续向卫星发射测距信号, 并通过卫星上的信号接收和信号处理芯片实时解算出卫星的精确轨道. 由于该方法没有卫星转发时延等误差, 大大地提高了卫星轨道测定的实时性. 研究表明, 在实现地面站间100 ps级时间同步的基础上, 利用该方法获得更高的卫星轨道测距精度是完全可行的. 利用本方法同样可以得到卫星姿态测量的高精度.     

高速铁路用水泥乳化沥青砂浆

水泥乳化沥青(cement asphalt, CA)砂浆是高速铁路CRTS I型和II型板式无砟轨道的关键工程材料,对轨道结构动力学、耐久性及列车乘坐舒适性有重要影响.为满足我国高速铁路建设的重大需求,相关单位开展了CA砂浆的科技攻关,形成了具有自主知识产权的成套技术,有力地支撑了我国近7×103km板式无砟轨道结构的建设.本文简要介绍了我国高速铁路用CA砂浆的研发历程,主要从材料科学的角度,并结合工程实际,从高速铁路用CA砂浆的流变性能、早期变形行为、微观结构、力学性能与耐久性等方面进行了综合评述.     

轨道驱动对高低纬水循环的影响特征:海冰和降水

轨道尺度上的水循环及其对轨道三要素、温室气体和冰盖的响应一直是古气候学界研究的热点科学问题之一.海冰和降水作为水循环的两个重要组成部分,其变化更是备受关注.研究海冰和降水在轨道尺度上的变化,特别是对外部驱动的响应机理、内部过程和反馈机制,有望对现代海冰和降水变化的理解及其未来趋势预测提供长尺度的背景参考.最新研究结果表明,在轨道尺度上北半球海冰对太阳辐射的变化更敏感,而南半球海冰对温室气体的变化更敏感.就轨道三要素而言,北半球海冰主要受岁差控制,而南半球海冰主要受斜率控制.岁差、斜率和CO₂在全球不同区域降水中的相对重要性随时间和空间不同而发生变化.受赤道最大太阳辐射影响,热带降水中还含有明显的半岁差信号.此外,缓慢的轨道尺度太阳辐射变化可以通过影响北极海冰变化来引起大西洋经向翻转环流(Atlantic meridional overturning circulation, AMOC)百年-千年尺度的突变,从而引起全球温度和降水随之发生改变.在东亚季风区,中国南方夏季降水受冰盖影响显著,冰盖主要通过影响热带辐合带(inter-tropical convergenc...     

四种方式游太空

商业性太空旅游有四种方式,即抛物线飞行、接近太空的高空飞行、亚轨道飞行和轨道飞行. 抛物线飞行在宇航员训练当中,为了让宇航员体验失重感觉,通常采用这种方法.     

Jason-1卫星厘米级星载GPS精密定轨

美法合作研制的Jason-1海洋卫星于2001年2月7日在美国加利福尼亚州成功发射, 它接替已经运行了 9 年的Topex/Poseidon(T/P)卫星, 继续对全球海平面进行高精度的实时监测. 海洋卫星的轨道误差, 尤其是径向误差直接影响卫星测高的效果, 为了能与T/P的测高数据很好地衔接, Jason-1卫星径向轨道须达到2.5 cm精度. 本文利用Jason-1卫星星载GPS实测数据, 通过非差动力学定轨方法, 计算了Jason-1卫星2002年12月19日至2003年1月7日两个cycle的轨道, 并利用与JPL计算的精密轨道比较、轨道重叠检验及SLR检核等多种方法全面地分析了本文的定轨结果. 多种比较结果综合表明, Jason-1卫星径向定轨精度可达到1~2 cm.     

基于轮轨多点接触的浮置板轨道钢轨波磨安全限值分析

地铁线路中钢轨产生的波磨,会使轮轨相互作用恶化,危害车辆及轨道的使用寿命,进而导致养护工作量和维修费用的增加,甚至影响列车运行安全性.确定钢轨波磨安全限值并及时打磨是消除钢轨波磨危害的有效手段.为了确定浮置板轨道钢轨波磨安全限值,基于车辆-轨道耦合动力学理论建立车辆-浮置板轨道耦合动力学模型分析钢轨波磨对车辆-轨道耦合系统的动力学影响,并从车辆运行安全性、运行平稳性和车-轨动态作用性能3个方面考量,提出地铁浮置板轨道线路钢轨波磨的限值.为了更准确地描述轮轨相互作用,所建立的车辆-浮置板轨道耦合动力学模型采用了改进的Kik-Piotrowski方法以考虑轮轨多点非Hertiz接触.研究结果表明,钢轨波磨的出现会使得轮轨相互作用明显恶化,特别是波长小于75 mm的钢轨磨耗;随着钢轨波磨的波长减小、波深加大,轮轨垂向力、轮轨横向力以及脱轨系数、轮重减载率等评价指标都呈现恶化的趋势;其中轮重减载率受波长波深的影响最明显,在一定波长下,随着波深的增加,轮重减载率也最先超出安全限值.当列车运行速度为80 km/h时,波长为0.05 m左右的钢轨波磨的波深应控制在0.2 mm以下,波深为0.1 mm左右的钢轨波磨的波长应控制在30 mm以上.     

基于非共线自旋源的自旋轨道力矩驱动磁畴壁运动

通过电学有效驱动磁畴壁运动是自旋电子学领域的重要研究内容之一,其中零磁场下基于自旋轨道力矩效应驱动磁矩翻转是一种重要的磁畴壁运动调控方式.为了进一步实现低功耗、高速度、高效率的磁畴壁运动,本文研究了非共线自旋源所产生的区别于传统型自旋轨道力矩对磁畴的驱动行为.我们利用微磁学模拟研究了自旋流中类Rashba的S_y、类Dresselhaus的S_x和垂直于膜面的S_z三种自旋极化下自旋轨道力矩驱动磁畴壁运动,阐明了对布洛赫畴壁(Bloch wall)、奈尔畴壁(Néel wall)和头对头畴壁(head-to-head wall)的驱动及畴壁性质的影响,探究了Dzyaloshinskii-Moriya相互作用下磁畴壁运动中倾斜角的影响.本文对于理解基于非共线自旋源的自旋轨道力矩驱动磁畴壁运动具有一定意义,可为新型自旋电子器件的开发和应用提供物理基础.     

离域片断轨道的定域化

微扰分子轨道(PMO)法为非键轨道作用的研究提供了一个定量的方法.然而,有机分子的化学和生物活性,包括各类反应的产物,在很大程度上取决于非键原子间的作用.因此,如何正确地计算原子间的作用能已成为化学学科一个很有意义的研究课题.在目前,由我们建立的新的定量PMO法,即WSW-like法,为原子作用能的计算提供了一个比较合理的方法.定量PMO法的核心是向每一个分子片断提供一组具有正确集据数的片断轨道.开壳层离域片断轨道(ODF-MOs)的定域化是PMO法的基础.我们将以苯分子的环内分割为例,简要地报道改进的Kost定域法操作程序,它的局限性以及片断分子模型的几何参数对开壳层定域片断轨道(OLF-MOs)质量的影响.     

Construction Technology of Emulsified Asphalt Cement Mortar about the CRTSI Type Ballastless Track

CRTS Ⅰ型板式无砟轨道是通过水泥沥青砂浆调整层来调整轨道板的空间位置,由凸形挡台限位.文章结合杭甬客运专线CRTS Ⅰ型板式无砟轨道成功地揭板试验及现场施工,重点对水泥乳化沥青砂浆灌注施工工艺进行了总结.     

自旋-轨道耦合对碳纳米管量子点Kondo效应的影响

中国科学院近代物理研究所房铁峰和左维与兰州大学罗洪刚合作,研究了自旋-轨道耦合作用对Kondo效应的影响.他们发现,自旋-轨道耦合作用可使量子点中单个电子的简并度大大升高,破坏了其SU(4)对称性,使Kondo效应的零场共振峰发生分裂.在外加磁场条件下,     

高氧化态钼簇合物的电子结构和化学键——多中心d-pπ键的存在和性质

本文通过对一系列二至六核高氧化态钼簇合物电子结构的计算和分子轨道分析,提出了该类型钼簇中存在多中心d-pπ这一新化学键形式的观点;导出了半定量计算d-pπ作用能的群轨道角重迭公式;讨论了该公式中的d_M~G轨道空穴数,桥原子能级(或电负性)和几何环境等因素与桥键强度、键长、键角及Mo-Mo'键强度的关系.