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代表性成果

平台建设进展突出

发稿时间:2023-02-02 作者:张月鑫

本实验室固定人员参加名单:

乐新安、赵必强、丁锋、曾令旗、宁百齐、郝红连、王俊逸、张宁、尧中华、何飞、魏勇、綦超、李金华、谷立新、唐旭

所属研究方向:

行星物理

简要介绍:

实验室在空间环境探测和行星探测方面布局的“三亚非相干散射雷达”、“冷湖行星地质观测中心”和“行星冰物理实验室”“电子显微镜实验室”等建设均取得突出进展。

三亚非相干散射雷达自2020年底完成安装开始,2021年进行了紧张的测试和试运行,具体包括:开展了雷达各项参数指标的自测试和第三方专家组独立测试,所有指标均满足指标要求;发展了巴克码、长脉冲、交替码、线性调频等多种编码模式;开发了时域解码、频域解码、统计逆解码三种信号处理方式和相应的电离层多参量反演算法;进行了对流层风场、流星、碎片、月球、小天体等硬目标探测实验;进行了电离层天顶探测、子午面扫描探测、全天空多波束探测模式实验;进行了电离层不均匀体、等离子体线探测实验;与FAST合作开展了收发实验,进行了顶部电离层、月球成像实验。雷达于2021年6月顺利通过基金委验收。海南三站式非相干雷达建设也有序开展,2021年经海南省科技厅、文昌市政府和文昌国际航天城管理局支持,文昌站用地问题顺利签约,目前正在开展基建工作;三站雷达软硬件已经招投标完成,三亚主站基建已经完成。 为规范雷达运行和管理,成立所级公共实验室-非相干散射雷达实验室,进行雷达的运行和维护。

冷湖行星地质观测中心规划了两台望远镜,分别是行星大气光谱望远镜(PAST)和木卫一地质观测望远镜(TINTIN),聚焦太阳系木星轨道以内主要行星和小天体的轨道运动特性、大气和等离子体分布特性、光谱辐射特性。PAST望远镜由中科院A类先导“临近空间科学实验系统”支持建造,考虑在气球平台和地面台站两用。TINTIN则通过申请中科院修购专项资金,从国外直接购买。在本年度,两台望远镜分别取得了重要的阶段性进展。其中由鸿鹄专项资助建造的0.8米口径望远镜于2021年10月成功安装,目前正处于调试阶段,预计2022年夏天开始对木星系统进行观测。通过中科院区域中心修购专项修购的1.8米口径望远镜(TINTIN),在本年度通过了需求论证,采购招标等一系列程序,目前已经完成了望远镜的采购合同签订,正在完善技术报告。预计2023年底完成安装。TINTIN望远镜的基建和圆顶目前处于设计阶段,将于近期完善设计报告,并尽快实施基建。

行星冰物理实验室在2021年度完成了两个实验平台的搭建。一个是低温真空纳米压痕仪,这个仪器可以对样品的微观区域进行压痕测试,从而获得力学数据。研究人员已把这一技术应用到低温的冰样品上,已具有对冰样品的微观区域流变性质的测试能力,未来可以深入研究岩石颗粒杂质和化学杂质对冰的流变性质的影响。另一个是低温光学显微镜系统,通过架设在显微镜上的冷台和浸入液体式的观测方法,可以对冰样品进的显微结构进行观测。

电子显微镜实验室主要面向国内外科研院所及高校,进行样品的成分面扫描,表面形貌、微区加工和晶体结构测试,尤其是在行星科学、地质矿物学和生物磁学等方面起到了关键技术支撑。电子显微镜实验室支撑了嫦娥五号月球返回样品、本所阿波罗月壤样品的单颗粒形态学、成分、矿物特征和矿物结构的分析,从1.6万个月壤颗粒中精准、快速、无损的识别出含Zr,P,Ti,Ni等矿物,并获取锆石,斜锆石,静海石,钙钛锆石,磷灰石和白磷钙矿等的高分辨背散射图像和化学成分,为后续的Pb-Pb同位素定年,挥发分测试,矿物类别鉴定及稀土同位素测定提供了关键的数据支撑。系列研究成果发表于国际顶级期刊Nature上。


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