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星计划与空间探测 双星计划与空间探测双星计划双星计划是我国第一次以自己提出的探测计划并开展国际合作的重大科学探测项目。 双星计划与欧空局Cluster II的4颗人类历史上第一次进行地球空间“六点探测”，开始了地球空间天气多层次和多时空尺度研究新阶段。 双星计划包括两颗小卫星近地赤道卫星，轨道高度57778916公里和近地极区卫星，轨道高度55838362公里。 赤道卫尾区的磁层空间暴过程及向阳面磁层顶区太阳风能量向磁层中的传输过程；极区卫星将探测太阳风能量和近地磁尾区能量向极区气的传输以及电离层粒子向磁层中的传输过程。 “地球空间双星探测计划”的轨道设计和科学目标，正是当前国际上日地空间物理发展所需求的，因而受到了国际空间物理动表示积极与双星计划进行合作。 欧空局科学代表团访华期间，欧空局科学部主任R.Bon和CLUSTER2项目科学家对双星计划议，指出“中科院空间中心提出的双星计划将会对正在实施的国际日地物理计划（ISTP）作出重要贡献，对于提高欧空局CLU学意义也是至关重要的。 空间探测的现状40年前绝大多数科学家都认为地球除了接受太阳光的辐射恩惠外，几乎是在一个空无一物的真空中估计的运行着。 现在这种改变了，于是便诞生和成长起日地空间物理。 如果说地球是沉没和行驶在在一种电离气体等离子体的海洋里，像潜艇在海洋中种能量的等离子体洪流中行驶着，人们也会感到惊奇。 确实地球就在这种“海洋里”，每时每刻都经受着平均风速高达400公里子体的吹袭。 即使你没有听到风吼，也感觉不到房屋和大地的摇动，这狂风确实强烈地影响了地球。 在地球的两极区，会突然有挂下来；地磁场发生了强烈的扰动磁暴；无线电通讯突然中断；卫星上的仪器莫名其妙地损坏了；地面上长程输电线路感应这些想象都与地球外空发生的某些物理过程有关。 日地系统和地球磁层结构图20世纪前50年，人们对地球外层大气和电离层都知之甚少，更不用说广袤日地空间里的现象。 受观测手段的局限主要是地的观察，分布全球的地磁台长期观测分析出地磁场的各种变化，并由此反演和推断引起这种变化的外空原因。 地磁场每日规则变电离层电流体系和由地磁暴推断围绕地球环电流的存在就是成功的例子。 极光形态图早在1931年恰普曼就预见到地球磁场不会延伸到无穷远，他们将被太阳风限制住，他计算了太阳风等离子体和地磁场的相向地球扫过来的太阳风等离子体看做是几乎没有电阻的导体平面，在导体一侧有地球偶极子磁场，另一侧是没有没有磁场的等离风等离子体前进到接近地球磁场时，导体品面就产生感应电流，这感应电流既把地磁场限制在一定范围内，同时也阻止太阳风等场深处。 这就是我们今天了解到的地球磁层形成的雏形。 1958年美国天文学家帕克（Paker）预言了太阳风太阳连续吹出的年后被观测证实地磁场被太阳风包围，完全被限定在一个范围，地球和行星际空间接壤有了自己永久的边界，这就是磁层。 太阳高能粒子可直达电离层和地球大气。 夜间围绕地磁尾是薄的等离子体片。 在环绕地球的赤道区高能电子和离子形成几个叫做辐射带，它们被更广大的热等离子层包围着。 所有这些结构都通过地磁力线与地球的电离层联系着。 边界层附近是太阳风穿子体和由磁层内部逃逸出来的等离子体混合着。 太阳表面发生的剧烈活动（耀斑、日冕物质抛射事件等等），会使通常比较稳定的行星际太阳风发生剧烈变化，并影响地球能量聚集到磁尾，然后通过磁暴和磁层亚暴将能量释放出来。 磁暴和磁层亚暴主要通过粒子尘降、场向电流和对流电场，向地球量产生极光，并引起电离层、热层扰动，形成电离层暴和热层暴，影响中性大气和电离层全球结构变化。 在磁暴期间，赤道环电形成强烈的地磁扰动。 有时磁暴期间还会形成辐射带相对论性电子增强，它是和太阳活动密切相关的。 探测地球空间奥妙的双星在空间时代来临之前，人类对外层空间的认识主要是根据地球表面观测到的现象去推测外层空间所发生的一些物理过程。 19地球卫星的发射成功开辟了人类对地球外层空间和行星际直接探测的的新时代，随着航天技术飞速发展，人类探测、研究和利用也有了极大的提高，发现了大量新的现象（地球辐射带、地球弓激波、磁层顶、磁尾和太阳风等）。 目前空间探测的重点已由早空间发现转入深入了解地球空间环境发生复杂物理过程方面。 空间探测的发展趋势世界空间探测已进入全面发展的新时代，首先，空间探测已趋向多元化，而不再是美苏等一两个国家独霸空间探测领域。 欧不仅连续发射成功火星探测器、月球探测器和彗星探测器，而且还将发射金星和水星探测器，并在xx年初宣布了其庞大的“计划，即向美国“叫板”，在2030年左右把人送上火星。 中国和印度也将在空间探测方面占有一席之地。 中国于xx年初正式开探月工程，xxxx年发射首颗探月卫星。 印度则在xx年决定，把原计划于xx年发射“月球初航”探测器的时间提前到探测技术水平大幅度提高是特点之二。 例如，“勇气”号和“机遇”号的性能远高于1997年首次在火星上行驶的“旅居者”号对火星较大范围的移动考察，代表了火星探测的重要阶段。 经过13个月的飞行，欧洲“智慧”1号月球探测器于xx年11月道，从而表明，这个世界第1个联合使用太阳能电推进系统和月球引力的空间探测器达到了预期的效果，此举对未来航天技术的用。 在经过长达约7年、航行35亿千米的星际历程之后，价值连城的世界首个土星专用探测器“卡西尼”，终于在xx年7月道，它已发回不少很宝贵的图像，并在12月25日向土卫六表面释放“惠更斯”着陆器。 第三个特点是彗星探测成为“新宠”。 行已久的美国“星尘”号彗星探测器与怀尔德2号彗星交会，并在离彗核很近的距离用密度极低的氧化硅气溶胶首次获取彗核物返回地球的途中。 这将是人类首次把除地球的卫星月球以外的样本送回地球，也是“阿波罗”计划后的首次样品回送任务。 宙形成和地球生命起源的研究提供重要线索。 欧洲空间局则xx年3月2日发射了其第1个彗星探测器“罗塞塔”。 它将经过进入“楚留莫夫-格拉西门克”彗星轨道，并向该彗星着陆器，这在人类航天史上也是前所未有。 总的来说，空间探测将为人类大规模开发空间资源奠定技术基础，解决地球上存在的能源问题、人口问题和环境问题等。 地是有限的，大约80亿110亿，因此有些人已经开始研究向外空移民的方案了；地球上的能源也日益紧张，开发太空矿藏也是空标。 从目前人类的科学认识、技术水平和经济条件等方面综合考虑，在可以预测的将来，空间探测重点仍将是月球和火星。 月球是建设月球基地，开发和利用月球的资