人们经常仰望夜空,等候流星划过那一刻的欣喜与浪漫。它是宇宙无意的奉送,转眼即逝,可遇而不成求。但你是否想过,假如有一天,咱们不消等候流星下降,而是亲手“创造”流星?让这份璀璨于指按时间及所在点亮天穹。这看似是天马行空的“空想”,被西安电子科技年夜学科研团队酿成“实际”。 ? 2025年8月12日22时30分,一枚尤其的“信使号流星雨”实验火箭带着低落的轰鸣凌空而起。颠末数十秒的短暂征程后冲出年夜气,于戈壁上空迸发出60簇酷热光团,如绽开的火树银花。于数千名旅客的见证下,这场海内初次的“人造流星雨”实验取患了圆满乐成,乐成验证了人工天象的技能线路与实行能力、完成为了多学科的科学不雅测使命。 而这片绚烂光线的制造者,就是西安电子科技年夜学空间科学与技能学院传授谢楷及他领导的“空天电子技能”团队。这也是新疆处所当局踊跃鞭策贸易航天“科技+贸易”交融模式的斗胆测验考试,实现了科学摸索与游览经济的共赢格式。 为何要造“人工流星雨”? “起首流星属在一种天然天象,当咱们能经由过程科技手腕创造流星,就成为人工天象的一种手腕,可以报酬节制流星呈现的区域及时间,这对于在科学及运用都有主要意义及价值。”谢楷先容说。 ? 从科学角度来看,人造流星的乐成发射,象征着人类拥有了向空间中自动注入物资的科学手腕。例如,可以向特定区域发射人造流星群,实行电离层的报酬扰动与干涉干与;或者者于人造流星的燃烧历程中注入特定罕见示踪离子,可用在研究高层年夜气的科学秘密;流星孕育发生的电离尾迹具有电磁波反射特征,可运用在应急通信等非凡场景,等等。 “比如将非凡颜色的墨水点于池塘里,再经由过程不雅察墨水于池塘中怎样扩散,从而通晓此中的流动演化是何形态。”谢楷举例。 从物理学角度来看,天然流星的天生机理是微小天体以极高速率进入年夜气层,于磨擦作用下发生燃烧并发光。人造流星的实现需要模拟天然流星两个要害特性:一是到达与天然流星相称的初始速率,以今朝技能而言,仅能经由过程火箭推进方式靠近如许的速率要求;二是经由过程高温化学反映模仿流星的数千摄氏度高温燃烧历程,需要借助某些非凡的高能、高温化学反映。 此外,出在科学试验需求,往往还有需掺入天然流星中不存于的、具备特性光谱的金属元素作为示踪剂,以便与天然流星区别,或者满意特定试验不雅测的要求。 从“焚烧”到“发火” 人造流星雨实验远非将燃烧物发射上天那末简朴,它需要霸占高速投放、气动不变、热焰防护等一系列技能瓶颈,更面对着安全性要求与技能实现的两重挑战。特别于申请发射许可阶段,安全性问题曾经一度成为难以超越的障碍。 ? 传统要领需借助一类称为“火工品”的引爆装配(近似雷管)来引燃非凡化学物资,这种物资虽能量高、引发难,但于未触发时相对于不变。然而,我国将“火工品”列为一类易爆伤害品实行严酷管束。若一枚火箭携带60枚此类装配,一旦发射掉败,哪怕只有一枚未被引燃并随残骸坠入戈壁,均可能组成严峻安全隐患。思量到实验现场常有科研团队和数千名公家介入不雅测勾当,实现“满有把握”的安全保障险些是不成能的使命。 除了此以外,多颗流星簇同时发射也面对极年夜坚苦。传统火工品方案要实现30枚流星簇同时焚烧,所需电流高达三百安培,远超箭上电池负荷能力五倍以上。 面临这两浩劫题,研究团队基在多年等离子体技能堆集,提出了一种全新的焚烧引发机制:使用特定频率的强电场,与含能质料中的高价氧化学键发生共振,从而直接堵截化学键、触三木SEO-发燃烧。 “咱们改变思绪,再也不依靠火工品,而是测验考试制造一个特定频率的交变电场,经由过程共振效应从物资内部引发化学反映。”该技能既差别在热丝引燃,也区分在电弧焚烧,其最年夜立异于在实现了化学键的“电致共振断裂”,从而显著降低了能耗。 谢楷形象地诠释这项冲破:将“焚烧”变为“发火”。这一字之差,正表现了道理的底子立异——使反映直接从物资内部引发,实现了含能质料的“冷态”发火及真空靠得住引发,并将电能耗损降至传统方式的1/50至1/100。 这项技能立异一举冲破了两年夜瓶颈:既将多点同时焚烧电流需求年夜幅降低,实现了数十枚流星簇的同步发射;更完全挣脱了对于火工品的依靠,从底子上保障了整个体系的安全性,终极助力流星雨实验顺遂经由过程靶场安全评审,乐成得到发射许可。 深空点亮人 作为该校钱学森空间科学试验班首届本博领悟制学生,吴金哲全程介入了流星焚烧体系的研制事情。于短短三个月的紧张周期内,他随科研团队配合完成为了从观点设计到乐成发射的全流程使命。面临60套焚烧体系的繁重交付压力,他与研发团队严酷遵照航天规范,依次完成为了典试品试制、地面焚烧测试、情况模仿实验和终极交付验收等一系列完备流程。每一一台焚烧体系均颠末航天尺度的严酷查验,周全解除了新技能引入的潜于危害。 谈和这次科研实践,吴金哲深有感慨地暗示,这是他初次介入真正的航天工程使命,真切领会到“体系工程”的繁杂与严谨。正如教员所言,“航天是最典型的跨学科交融范畴”。于项目中重要卖力电路设计的他,于现实事情中还有需与气动特征、布局设计、热防护、遥测通讯等多个专业组慎密协作。研制历程中触及的高压绝缘技能、化学键阐发、燃烧动力学特征等跨学科常识,让他深决心识到自身常识布局的不足,也越发引发了对于广度与深度进修的巴望。 ? 西安电子科技年夜学研发团队师生和“航天筑梦之旅”暑期实践队构成的15人实验队全程介入了发射使命。研发团队重要卖力装备保障及流星测控数据的及时判读,暑期实践队则负担了第三批30枚流星簇落点不雅测的要害事情。 8月11日至12日,于专业戈壁向导的领导下,实践队员深切戈壁要地本地开展实地勘测。基在自行计较的不雅测点坐标,团队于一片年夜型沙丘顶部找到了具有360度坦荡视线的抱负不雅测点位,并协助搭建起姑且不雅测站。 8月12日晚22时30分,搭载60颗人造流星的火箭准时发射升空。刺眼的尾焰与震耳欲聋的轰鸣划破夜空,位在发射区2千米外的队员们清楚感触感染到打击波的强烈震撼。 跟着火箭顺遂升空,60颗流星分三批次于预定高度依次绽开。守候于戈壁落点区的不雅测团队乐成记载下30枚流星簇同时绽开的壮不雅画面,圆满获取了人工流星与天然流星同框的不雅测成果,验证了这次人工流星比拟天然流星具备较着光谱特性差异的使命方针。 ? 将来,空间科学与技能学院将连续深化贸易航天结合教研基地设置装备摆设,不停鞭策航天科技立异与人材造就深度交融。
长暴光拍摄的人造流星雨轨迹划破星河夜空。
“人工流星簇”及一枚真实流星的“同框合影”。
由二级火箭革新的60枚流星发射器实验舱段。
实践团成员们凌晨还有于复算最好不雅测位置及视场数据。
钱学森空间科学实验班首届本博造就的学生全程介入了研发。图片均由西安电子科技年夜学提供