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主题：【分享】探空火箭时代

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阿迈

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2011/6/6 15:16:04 11楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

天蝎座X-1的1962年观测数据

随后的发现接踵而至。Giacconi的第三枚Aerobee发现了包括蟹状星云在内的两个新源，证实了先前的猜想；第四枚则在确认天蝎座X-1的存在性之外又给出了一个新源。Friedman利用更为灵敏的仪器也确认了天蝎座X-1，还将其位置限制在1度以内，并证实了与蟹状星云成协的高能辐射源，探测到了X射线背景辐射。银心、天鹅座X-1、开普勒超新星遗迹等强源陆续浮出水面。1964年，Friedman根据月球掩星的原理探明，蟹状星云属于展源辐射。1967年，更有天蝎座X-1闪光的观测，这也是第一次探测到太阳以外其他恒星的X射线亮度激增。

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2011/6/6 15:17:36 12楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

1964年月掩蟹状星云的观测，如果蟹状星云流量陡降，可以认为辐射来自点源；而如果流量如上图所示是平滑变化的，那么该星云的X射线应该是展源辐射

后来，天蝎座X-1的性质被确定为包含致密星的双星系统，这一理论可以追溯到Salpeter与Zel'dovich在1964年的工作。在这样的系统中，致密星从伴星吸积物质，在星体周围形成高温吸积盘，发出X射线辐射。天蝎座X-1是X射线双星的典型代表，现在，这类天体已经发现了300余个。

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2011/6/6 15:18:47 13楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

争流欧洲

探空火箭时代的天文学主要是由美国牵头，但欧洲也并非无所事事。欧洲真正意义上的探空火箭计划始于1940年代末，初期的发展过程与美国类似，也是以服务军方为主要目的。直到1957年国际地球物理年的到来，才让科学飞行逐渐增多。

几乎每一个主要的欧洲国家都有自己的探空火箭项目。其中的第一种火箭是法国的弗农电子（Véronique），于1949年开始研制，1952年首飞。其他比较常见的欧洲火箭包括法国的半人马（Centaure）、王太子（Dauphin）和龙（Dragon），英国的贼鸥（Skua）和海燕（Petrel）等。有关早期欧洲探空火箭天文应用的具体资料不是很容易找到，但可以确定的是，在所有的箭载实验中，太阳物理连带深空观测占据了相当大的部分。例如在法国，这个比例超过了20%，而在整个欧洲也超过了15%。

1959年某次弗农电子火箭的发射

与空间科学关联更为密切的是英国开发的云雀（Skylark）。为了迎接国际地球物理年，英国皇家学会迫切需要一种能在高空工作的飞行器。在军方的参与下，只经过了不到两年的时间，云雀火箭即完成了设计，并在地球物理年期间完成试飞。

以云雀探空火箭为平台的天文学项目还真不少，Leicester大学的网站给出了关于几十次实验的信息。从1961年第一次携带X射线照相机开始，期间进行过太阳的定向观测（1964年起）、最早的X射线巡天（1967年）、河外星系巡天（1968年）、背景巡天（1970年）、月球掩X射线源观测（1971年起）、恒星定向观测（1971年起），直到1978年天文应用正式停止，而云雀火箭本身一直到2005年才全部退役。在这些林林总总的工作中，X射线巡天可以算是其中的一个亮点。这样的尝试的确可贵，但也的确是不得已的权宜之举。实在不清楚在如此之短飞行时间里，究竟能巡视多大面积的天区？

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2011/6/6 15:24:34 Last edit by mikezhu2010

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2011/6/6 15:25:44 14楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

云雀探空火箭，退役前发射总数超过400枚

看看其他欧洲国家的情况。截止到1970年代，以探空火箭为平台，法国作过太阳耀斑的X射线分光与深空伽玛射线分光；德国进行过河内X射线源的观测与恒星紫外测光；意大利测量过深空伽玛射线辐射与南天的X射线源；荷兰研制过太阳X射线光谱仪与日像仪，并探测过宇宙线；瑞典研究过撞击地球的微流星体。而在1962年，当欧洲空间局的前身——欧洲空间研究组织（ESRO）成立后，与太阳相关的空间环境探测也成了该机构发射探空火箭的重点目标之一。

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2011/6/6 15:27:43 15楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

北方黑雁

再回到1950年代，地点是加拿大。为了开发反导与远距离通信系统，需要对高层大气的性质作进一步的了解。加拿大武器研究与发展机构（CARDE）为此于1957年研制了推进测试火箭，并于1959年9月完成试飞。为了配合不同的使用目的和工作时间，推进测试火箭的原形非常之重。在试验中，CARDE逐渐发现了其作为探空火箭的潜力，其承包商——布里斯托航空航天为此目的专门进行了修正。修正后的产品，就是日后发射超过800枚的黑雁（Black Brant）探空火箭。

黑雁也是个长寿的探空火箭家族，至今仍在使用。自从1959年首次飞行以来，黑雁家族共衍生出了20余种改型，有的注重升限，有的则以大载荷为追求。依据型号不同，有效载荷从70到850公斤不等，升限则是从150公里到1500公里。

黑雁I型火箭

加拿大地处北半球高纬度地区，极光活动频繁。与太阳活动和空间环境密切关联的极光给黑雁家族提供了丰富的探测目标，也造就了大量的探测计划。实际上，黑雁I型在刚刚投入使用不久即投身于极光研究，黑雁II型在1960年的第一次测试飞行也同时背负有探查极光的目的。

正牌的天文任务始于1963年4月，由黑雁I型完成，随后是1964年的微流星体实验、1966年的太阳X射线观测、1967年的深空X射线观测、1969年的软X射线巡天、1970年的日全食观测和太阳极紫外望远镜的发射、1971年微波背景的亚毫米波测量等。早年黑雁火箭的主要精力是高空大气测量，与天文与空间科学相关的飞行次数并不算很多，虽说门类倒是颇为齐全。

黑雁家族对于空间天文的贡献其实有些慢热，重要些的工作还要等到1970年代中后期甚至更晚。如今的黑雁以高达98%的成功率成为探空火箭的翘楚，除了加拿大空间机构，欧美其他各国都也是黑雁的老主顾。

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2011/6/6 15:28:47 16楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

探空回响

1960年，第一颗真正的天文卫星——Grab 1升空，用于测量太阳辐射。8年后，深空紫外观测卫星OAO-2也进入了轨道。从此，空间天文学进入了新时代，探空火箭的风头逐渐被接二连三的天文卫星盖过了。也是，有了能够长期稳定工作的卫星，又有谁会稀罕探空火箭那区区几分钟的飞行时间？

但是事情没有到此为止。火箭的优势是快捷与廉价。没有谁有胆量把新近开发但尚不成熟的设备直接装到昂贵的卫星上，于是价格相对便宜探空火箭在此就起到了关键的测试作用，飞行结束后，回收的箭载仪器还可以在今后移作他用，比一般的卫星要经济得多。而由于相关课题的典型周期不会长于研究生的学习时间，对于专业教育来说，探空火箭也有着独到的优势，因此众多知名大学都有自己的火箭飞行项目。

那么有多少大型天文计划所用的技术是先经过火箭验证的呢？NASA给出的名单包括COBE、CGRO、EVUE、SOHO和TRACE，当然还有更多并不十分出名的计划。

除了技术验证，局部瞬变现象（如日食）的观测也有探空火箭的参与。由于发射方式和场地的灵活性，探空火箭的准备过程相对很短。在需要时，甚至还可以作好随时发射的准备，一旦感兴趣的事件发生，立即起飞。从这一点来看，火箭的应变能力也要优于一般的卫星。

最近一次在空间天文相关的方面看到探空火箭的踪影，是和SUMI也就是太阳极紫外磁象仪有关，这架望远镜是利用塞曼效应来了解太阳过渡区的磁场，预计将在明年4月搭乘黑雁火箭从白沙升空。本次飞行的主要目的是概念论证，8分钟的工作时间不会让望远镜采集太多数据，但足以说明SUMI的设计是否可行。如果可以，也许在未来的某天，人们会将类似的仪器送上卫星长久工作。

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