【太阳】东方红50年 | 东方红一号卫星太阳角计的故事( 二 )
最终 ， 我们采用了于振田提出的微晶玻璃漫射面 ， 取得了较好的效果 ， 在地面太阳光直射时 ， 就有几个微安的输出电流 。 光敏管前放一片漫射窗口的另一个好处则是既可保护玻壳 ， 又可挡住占太阳辐射能量一多半的红外辐射 ， 以免在太阳光正射时温度大幅度上升而影响光敏管的稳定性 。
本文插图
为寻找太阳模拟源 ，
挑担上“羊山”
要在大气层外的太空实际使用 ， 最大的难点是如何知道太阳正射时的最大输出值 。 而当时尚没有太阳模拟源 ， 既要强度达到太阳常数 ， 光谱分布又要相当于高达6000度的普朗克分布 。
为解决这个难题 ， 我们分析出了一个近似办法 。 当太阳相对地面处于0°~90°不同的天顶角时 ， 测量一系列的太阳角计输出值 ， 再把这些点值由小至大连成线 ， 因为随着太阳天顶角的减小 ， 太阳射线和探头间穿越的大气路径就越短 ， 把这条测线延伸外推 ， 就可得到大气密度近乎为零的输出值 。 要进行这样的标定测量 ， 最好是在回归线以内的低纬地区 ， 这样中午时分太阳天顶角可达到0° ， 输出值最大 ， 可提高外延的精度 。 另外 ， 测点的海拔高度越高 ， 底层大气的不稳定性影响就越小 ， 无风的晴朗天气则是必要条件 。
为此 ， 我们先在北京西山踩点 ， 依靠当地老乡的指点 ， 找到一座放羊的荒山 ， 海拔高度超过1km ， 且有一条羊肠小道 ， 弯弯曲曲可达山顶 ， 我们称之为“羊山” 。 在一个旧经纬仪的主镜上安装太阳角计 ， 使探头窗口法线与主镜光轴平行 ， 可用主镜对太阳成像投影的调节来对准太阳 ， 从经纬仪度盘读取太阳天顶角 。
1963年夏至前后 ， 我们挑了一个无云无风的日子 ， 将所有的测试设备、工具、干粮和水打包成一副货郎担 ， 钟哲民、于振田、林华安、李政元、虞善咪和我一行六人 ， 在日出前赶到“羊山”脚下 ， 轮流挑担沿着羊肠小道直达顶峰 ， 一直测到日落才下山 。
本文插图
加上“猫耳朵” ，
使卫星姿态测量更精准
由于太阳角计探头装在卫星腰带上 ， 设计视场为半球面 。 卫星在太空自旋时 ， 绝大部分时间都能扫到太阳 ， 每转一周 ， 可扫出一个余弦波形 ， 波形峰值对应太阳射向与窗口法线的最小交角 ， 即最大入射角 。 由余弦波形的周期即可得到卫星的自旋速率 。 如碰上太阳正射 ， 便可修正地面的标定值 。
我调到总体组后 ， 林华安又提出改进建议 ， 在太阳角计探头壳体沿腰带方向的两侧各开一狭缝 ， 当卫星自旋扫过太阳时 ， 在余弦波形峰值两边就会多出两个像猫耳朵那样的小尖峰 。 根据两个小尖峰间的时差 ， 可使计算出的卫星自旋周期更精准 。
1968年 ， 专家组对东方红一号卫星方案进行了复审 ， 为保证首发成功 ， 最终决定3个科学载荷先不搭载在卫星上 ， 但保留太阳X光探测仪的附件——太阳角计 ， 用以测定卫星相对太阳的姿态变化和自旋速率 。 最后由吴健征、于振田和林华安等人完成了东方红一号太阳角计的正样交付 。
来源：国际太空
推荐阅读
- 大众|疯狂的大众又出新款，这款MPV车顶配太阳能，续航达600公里
- 耀斑|2017年来最大耀斑，太阳已苏醒，超级风暴会对地球造成多大影响？什么是太阳耀斑？它是怎么爆发的？为什么科学家要松口气，跟地球有啥关系？如
- 丰田|汽车终身不用加油？无限续航太阳能汽车终于问世，有阳光就能跑
- 太阳镜|YY掌上课堂｜2020太阳镜潮流动向
- 杜德尔门|晒完太阳，有些人拍拍屁股就走了，英国公园海滩留下一堆堆垃圾
- 白小白的衣橱|盛夏时节外出必备的“猫眼太阳镜”，时髦又拉风，达人都宠它
- 哲学人|这套书解答太阳系、地球及人类过去与未来的所有谜团
- 宝马|五年的努力只为她 宝马M2C是我心头的太阳
- 豪宅|贵族斥巨资建的豪宅：却150年无人居住，蝙蝠成主人还特别灵异
- 时尚小太阳|小白裙太单调，法式碎花裙，承包了你的整个夏季