未来十年的天体探索目标——美国太阳以及空间物理环境第二个十年计划

为了更好地了解太阳活动规律以及来自太阳等离子风暴是如何影响地球或太阳系中的其他行星等,不久前,一份由超过85位科学家编制的美国未来空间天气计划,在提出如何完善空间预报监测网的同时,确定了具体的科学探索目标以及未来数年如何实施空间天气研究的多项建议。8月8日,美国国家研究理事会在华盛顿召开了新闻发布会,通报了美国未来十年太阳和空间物理环境优先部署的主旨调查报告(2013～2022)。发布会现场,报告起草委员会(下称委员会)主席、科罗拉多大学的丹尼尔·贝克(Daniel Baker),副主席、密歇根大学的托马斯·祖尔布肯(Thomas Zurbuchen)向到会的科学家、政府官员和媒体记者阐述了报告中的诸多亮点。     

太阳巨墙

下图为太阳观测者最近拍摄到的日珥图片——由受热气体构成、在太阳表面高高耸立的一堵巨型气墙。日珥根植于太阳表面,但可伸入太空很远的距离。     

科学幽默

速度司机对交警说＂：这回就让我过去吧,交警同志!我们生活的这个行星以每小时约1700千米的速度自转,以每小时约10万千米的速度围绕着太阳公转,又以每小时上百千米的速度绕着银河中心转。你如果知道这些,交警同志,那怎么能因为我每小时速度达到60千米而给我一张罚款条呢？虽然是在30千米限速区域里。＂     

聚光集热系统统一MCRT建模与聚光特性

针对太阳能热发电站中各种聚光集热系统及其光能聚集与光热转换复杂过程,提出了一种新的统一建模方法以及与其对应的自编程统一蒙特卡罗光线追迹(MCRT)计算方法.即根据系统组成特性与光子传播简化计算原则,将其细分为由不同数量表面组成的各个子系统层次,采用统一的4阶方程与层次/表面编号形式、表面特征与光学参数变量等建立统一的系统几何模型与光学模型,设计开发具有统一求解交点、统一光学事件判断与计算、统一计算考核等通用模块的统一MCRT计算方法与程序.在此基础上,将该统一MCRT建模方法与程序应用于3种典型聚光集热系统,计算考核结果表明,该方法与程序具有较好的通用性和较高的准确性,所获得聚光特性进一步或可有效用于指导各种太阳能聚光集热系统应用选型或设计计算.     

探测低能量太阳中微子的低温两相电子泡探测器

提出并设计了一种新型的低温两相中微子探测器, 它利用电子泡在液氦池中特殊的传输特性, 实时、高效地测量了来自太阳质子-质子反应产生的低能量中微子. 该电子泡探测器的工作原理类似于时间投影室, 当入射中微子进入到探测介质液氦池中后, 与氦原子发生作用, 会激发弹性散射电子, 通过测量这些散射电子的能量及轨迹并与放射性背景信号分开, 就可以反推出入射中微子的能量和其他性质. 由于散射电子的信号很弱, 因此使用位于液面上方饱和蒸汽区的气体电子倍增器放大电子信号. 这种技术的突出优点是具有极高的空间分辨率和很好地抑制电离信号反馈的功能. 基于气体电子倍增器读取电信号和高精度CCD相机以进行探测光信号的新型时间投影室的研究, 目的是建造一个三维的空间分辨率为几个毫米量级的大型液氦低温探测器, 以探测能量低至100~200 keV的太阳中微子.     

空间太阳电池帆板自动布贴加压过程

为了解决胶体加压流动的不可控性,运用斯托克斯方程对布贴加压过程太阳电池与帆板间胶体的缝隙流动进行了分析与建模,得到了胶体流动的速度模型、流量模型和压力场模型.通过边界条件求解方程,得到了布贴胶体沿不同方向流量特性的定量表述;结合吸盘加压位置与空间太阳电池的具体形状对布贴胶体沿不同方向的流量模型进行了具体分析.布贴加压实验证明了研究结果的可靠性.     

西宁地区利用太阳能采暖各参数计算与分析

根据西宁地区的气象资料,计算出倾斜面上的太阳总辐射的月平均值,进而算出单支太阳能真空集热管的日产水量及集热器面积。     

槽式热发电聚光跟踪控制研究

对槽式单轴跟踪控制系统进行研究,结合示范工程的应用效果,分析跟踪控制系统的实用调试方法.推导了太阳相对于聚光跟踪装置的位置计算公式.结合研制的跟踪示范装置对影响跟踪精度的安装位置因素进行了仿真,总结了槽式聚光跟踪精度的校正方法,为大规模的槽式热发电系统的建立和工程化应用提供了参考.     

测定太阳的银心距

在天文研究中,天体距离测定是最为重要的基础性工作之一。在天体尺度上,有些距离具有特殊的重要地位。如太阳系内以日地平均距离最为重要,需尽可能精确地加以测定;在银河系范围内最重要的当推太阳到银河系中心的距离（太阳银心距）。在英国天文学家威廉·赫歇尔建立第一个银河系模型以来的200多年时间内,人们为确定可靠的银心距可谓是“费尽心机”。目前,天文界广泛采用的银心距测定值为（8.0±0.5）kpc。     

走进我们生活的新学科——空间天气学

2005年“神舟”六号运行期间,中央电视台每天推出的空间天气预报引起了人们对空间天气学的关注。空间天气学不仅对那些引人注目的空间工程(如双星计划、嫦娥工程以及载人飞船等)有较大影响,就连我们日常生活也常常受到空间天气的影响。为此我刊特约太阳物理学专家,中国科学院方成院士撰写了该文,系统地介绍了空间天气学这一新兴的交叉学科,以飨读者。