來(lái)源：【中國(guó)科學(xué)院】
中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心復(fù)雜航天系統(tǒng)電子信息技術(shù)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室先進(jìn)測(cè)量技術(shù)研究室利用X射線(xiàn)掩星探測(cè)手段，突破了兩種用于高精度臨近空間大氣密度反演算法，包括基于X射線(xiàn)能譜擬合的臨近空間大氣密度反演算法與基于光變曲線(xiàn)擬合的臨近空間大氣密度反演算法?；赬射線(xiàn)能譜擬合的臨近空間大氣密度反演方法的成果發(fā)表在A(yíng)dvances in Space Research上，結(jié)合我國(guó)首顆大型X射線(xiàn)天文衛(wèi)星“慧眼”（HXMT）的能譜掩星數(shù)據(jù)，通過(guò)能譜擬合發(fā)現(xiàn)在90-200 km范圍內(nèi)反演結(jié)果與NRLMSISE-00模型密度值相比低了約1.4%-34.4%。
為了交叉驗(yàn)證反演結(jié)果，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)合作，又發(fā)展了一種基于X射線(xiàn)光變曲線(xiàn)擬合的臨近空間大氣密度反演方法，相關(guān)成果發(fā)表在A(yíng)tmospheric Measurement Techniques上。該方法利用“慧眼”衛(wèi)星在1.0-2.5 keV、2.5-6.0 keV、6.0-10.0 keV能量范圍內(nèi)的蟹狀星云掩星期間的光變曲線(xiàn)數(shù)據(jù)，分別反演得到105-200 km、95-125 km、85-110 km高度范圍內(nèi)的臨近空間大氣密度，大氣密度反演結(jié)果與NRLMSISE-00模型密度值相比分別低了11.2%、19%、12.3%，通過(guò)X射線(xiàn)能譜擬合方法和光變曲線(xiàn)擬合方法分別反演得到105-200 km范圍的大氣密度，兩種方法的反演結(jié)果顯示，在105-190 km高度范圍內(nèi)相對(duì)于NRLMSIS 2.0模型密度值的變動(dòng)范圍區(qū)間在-11.8%–+24.5%之間，具體見(jiàn)圖3，發(fā)現(xiàn)兩種方法反演結(jié)果的一致性較好。
X射線(xiàn)掩星探測(cè)技術(shù)用于臨近空間大氣密度探測(cè)具有較多優(yōu)勢(shì)：測(cè)量準(zhǔn)確度高：X射線(xiàn)吸收截面精度優(yōu)于5%，且獨(dú)立于大氣的熱狀態(tài)，不涉及光電子輸運(yùn)與激發(fā)過(guò)程，使反演結(jié)果準(zhǔn)確度高；遠(yuǎn)距離測(cè)量，對(duì)大氣密度的干擾小：利用X射線(xiàn)掩星反演臨近空間大氣密度時(shí)，切點(diǎn)位置與衛(wèi)星相距在千公里以上，不存在就位測(cè)量干擾；X射線(xiàn)掩星反演方法可以得到總的大氣密度，還可以得到各組分的大氣密度；載荷資源需求少，探測(cè)機(jī)會(huì)多，研制成本低：利用太陽(yáng)實(shí)現(xiàn)掩星探測(cè)，載荷重量在幾公斤級(jí)別，基于微納衛(wèi)星平臺(tái)或搭載方式便可實(shí)現(xiàn)在軌長(zhǎng)期觀(guān)測(cè)；方便建立太陽(yáng)活動(dòng)與臨近空間大氣密度變化的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)：太陽(yáng)活動(dòng)影響臨近空間大氣密度，太陽(yáng)活動(dòng)的表征依據(jù)太陽(yáng)X射線(xiàn)輻射強(qiáng)度，而X射線(xiàn)掩星探測(cè)需要實(shí)時(shí)測(cè)量太陽(yáng)X射線(xiàn)能譜，因此基于X射線(xiàn)掩星探測(cè)更方便建立臨近空間大氣密度動(dòng)態(tài)模型。
目前，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已突破了基于X射線(xiàn)掩星探測(cè)反演大氣密度的方法，并結(jié)合“慧眼”（HXMT）衛(wèi)星X射線(xiàn)掩星數(shù)據(jù)進(jìn)行了充分驗(yàn)證，為我國(guó)建立自主的全高程全球覆蓋的臨近空間大氣密度模型奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
論文鏈接：1、2
圖1.能譜擬合反演結(jié)果和NRLMSISE-00模型密度值的對(duì)比
圖2.“慧眼”衛(wèi)星掩星期間三個(gè)能段光變曲線(xiàn)及能譜數(shù)據(jù)
圖3.105-200 km范圍內(nèi)光變曲線(xiàn)反演結(jié)果和能譜反演結(jié)果對(duì)比
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