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前沿动态

我国科学家日前利用“中国天眼”FAST对一例位于银河系外的快速射电暴开展了深度观测,首次探测到距离快速射电暴中心仅1个天文单位(即太阳到地球的距离)的周边环境的磁场变化,向着揭示快速射电暴中心引擎机制迈出重要一步。该研究由“中国天眼”FAST快速射电暴优先和重大项目科学研究团队完成,相关成果9月21日在国际学术期刊《自然》发表。快速射电暴和宿主星系艺术想象图。(中科院国家天文台供图) 快速射电暴是宇宙中一种偶发的射电爆发现象,在几毫秒时间内所释放的能量相当于当前全球一年总发电量的几百亿倍。快速射电暴自2007年首次被确定存在以来,迅速成为天文学研究热点之一,迄今已经发现了几百例,但其物理起源、周围环境、中心机制等,至今尚不明晰,也缺乏对其核心区物理参数的直接观测资料。此项研究中,研究团队对位于银河系外的快速射电暴FRB 20201124A进行了长期监测,在54天共计82小时时间内,观测到了1863个爆发脉冲信号。基于这一迄今为止最大的快速射电暴偏振观测样本,研究团队取得了若干重要发现。研究团队首次发现了快速射电暴法拉第旋转量的奇异演化行为,在前36天里,法拉第旋转出现了无规律的短时标演化,而在随后的18天里几乎不变;首次发现了快速射电暴的猝灭现象,即FRB 20201124A从保持高事件率态到在74小时内突然熄灭;首次探测到了与之前所有快速射电暴都显著不同的高圆偏振度脉冲;首次发现频率依赖的偏振振荡现象。团队还通过国际合作,发现FRB 20201124A的宿主星系是约银河系大小、富金属的棒旋星系。“这些发现说明,快速射电暴FRB 20201124A周围1个天文单位的环境是非常复杂的,并且在动态演化着。”北京大学/国家天文台研究员李柯伽说,团队正在进一步研究,期待找到决定快速射电暴核心物理过程和能源机制的直接观测证据,早日揭示快速射电暴这一神秘宇宙现象的物理起源。来源:新华社记者:张泉

青托工程

  张永海,博士,西安交通大学化学工程与技术学院副教授,博导。主要从事功率器件强化换热技术开发与应用研究。托举期间主持国家重点研发计划子课题、国家自然科学基金面上项目、中欧载人航天合作空间应用合作项目等科研项目6项;第一或通讯作者发表国际期刊论文11篇,会议论文10篇;第一作者申请发明专利16项,授权10项;做大会邀请报告5次;担任2018年第十三届国际天地两相应用系统会议秘书长,获第十三届国际天地两相应用系统会议最佳报告奖;20余个国内外著名期刊审稿人。2019年当选中国空间科学学会微重力青年委员会副主任委员,2021年任西安交通大学化工学院传递过程强化研究所副所长,2021年获丝绸之路能源化工国际产学研用成果奖二等奖。 控制“气泡”,带走热量 张永海,博士,副教授,博导,主要从事功率器件强化换热技术开发与应用研究。2018年入选中国科协第四届青年人才托举工程,2019年当选中国空间科学学会微重力青年委员会副主任委员,2021年任西安交通大学化工学院传递过程强化研究所副所长。近五年主持国家级项目3项,省部级及其他项目10项。共发表高水平论文30余篇,申请发明专利23项,授权16项,做大会邀请报告8次。目前为中国空间科学协会会员、中国工程热物理学会会员、中国力学学会会员,20余个国内外著名期刊审稿人。沸腾换热是一种非常高效的换热方式,无论在地面常重力环境还是空间微重力环境下都有十分重要和广泛的应用。然而,重力水平的改变使得地面上可行的多数强化沸腾换热技术难以适用于空间微重力条件。我国已经进入载人空间站时代,随着新一代电子器件的发展,提高微重力下两相热管理系统效率、安全性及可靠性,是国家重大战略需求。因此,揭示沸腾换热机理,开发适用于微重力下的强化沸腾换热技术,突破现有热管理技术瓶颈,对于我国近空国防预警、航空航天、深空探测等领域的发展意义非凡。我国微重力沸腾研究资源有限且起步较晚,同时国内外关于微重力下强化沸腾换热研究的报道很少,虽然国外关于外加电场、声场等强化方法曾有提及,但国内未见相关报道。张永海及所在团队自2010年开始利用国家微重力实验室落塔平台从事微重力强化池沸腾换热研究;2015年获批国家自然科学基金青年项目开展微重力微结构强化流动沸腾换热研究;2019年获批国家自然科学基金面上项目开展微重力薄膜蒸发-沸腾相变强化换热研究,同年所在团队获批中欧载人航天合作空间应用合作项目,并在项目支持下与意大利比萨大学Paolo Di Marco团队合作完成电场+微结构强化沸腾换热抛物线飞行实验研究;2020年张永海所在团队获批中国空间站工程空间应用系统第二批科学实验项目,即将开展长时微重力强化沸腾换热研究。十年来张永海及所在团队一直从事微重力强化沸腾换热研究,揭示微重力强化沸腾换热机理,开发高效强化沸腾换热表面微结构技术,并取得了一系列成果。针对微重力下由于浮力缺失导致换热性能严重恶化的难题,自主开发具有强毛细泵吸补液机制的柱状微结构表面,利用中国科学院力学研究所国家微重力实验室百米落塔进行了短时微重力条件下过冷核态池沸腾换热实验研究,揭示微重力下强化沸腾换热关键机制,突破沸腾严重恶化难题。值得一提的是自主开发柱状微结构临界热流密度在微重力条件下约为光滑表面的3倍,解决了微重力下由于浮力缺失导致沸腾严重恶化的难题。此外,考虑柱状微结构表面底部小汽泡群对主汽泡存在拖拽作用,从而对表面张力进行改进,并考虑过冷度对汽泡体积的影响,建立了柱状微结构表面汽泡脱离修正模型,并能够更好地预测中高热流密度下汽泡的脱离半径,克服传统力平衡模型缺陷。针对载人航天热管理设备在极端微重力环境下面临的挑战,为了获得更高的换热系数和临界热流密度以适用于空间热管理系统,研究者们逐渐把微重力下两相换热的研究重点从池沸腾转移到流动沸腾上。然而,到目前为止关于微重力流动沸腾换热实验研究还很少,导致了基础数据的匮乏,阻碍了两相流动及换热在空间系统中的发展及应用。张永海及团队自主开发地面模拟微重力流动沸腾实验装置,解决了微重力资源匮乏难题。基于汽泡脱离和滑移调控机制,发展了一种微重力流动沸腾临界热流密度的模拟方法,微重力下流动沸腾CHF可通过地面对应条件下加热面方向为135°和315°测得的CHF组成的区间来近似。该方法通过落塔实验进行了验证,落塔实验结果与地面模拟实验结果吻合很好,解决了由于空间资源有限且昂贵而难以开展实验获取有效数据的难题,相关结果发表在International Journal of Multiphase Flow上。张永海在中国科协第四届青年人才托举工程支持下,在科研方面取得了长足的进步,获批主持科研项目6项,包括国家重点研发计划子课题1项,国家自然科学基金面上项目1项,中欧载人航天合作空间应用合作项目1项,陕西省重点研发计划1项,陕西省自然科学基础研究计划1项,中国博士后科学基金面上项目1项。第一或通讯作者发表国际期刊论文11篇,会议论文10篇,第一作者申请发明专利16项,授权10项,做大会邀请报告5次,2018年获第十三届国际天地两相应用系统会议最佳报告奖,2019年承办中国空间科学学会微重力青年委员会第一届微重力科学青年论坛。2021年获丝绸之路能源化工国际产学研用成果奖二等奖。   

党建强会

   为庆祝中国共产党成立100周年,持续深入开展党史学习教育,中国空间科学学会党委联合中国科学院国家空间科学中心党委,于2021年7月13日组织开展了专题党史学习教育活动,由学会理事长、党委书记、中国科学院国家空间科学中心吴季研究员作题为“守初心、担使命,发展空间科学,建设航天强国”的主题报告。在报告中,吴季研究员阐述了关于“为什么学党史”和“从党的历史中学习什么”的主要内容,包括中国共产党为什么“能”、马克思主义为什么“行”、中国特色社会主义为什么“好”,以及为什么要坚持科技发展的自立自强,特别是党中央关于实现高水平科技自立自强的战略发展要求;系统回顾了中国航天及空间科学事业从零起步到“两弹一星”成功发射,以及一系列空间科学重大任务成功实施,取得举世瞩目非凡成就而走过的一段自力更生、自主创新的发展道路;对未来中国空间科学的发展前景进行了展望。本次活动采取线上、线下相结合的方式,并开展了会后的提问交流互动。通过本次党课学习,使得空间科学领域科研人员进一步了解了我国空间科学事业的发展历史与进程,深刻领悟以艰苦奋斗、勇于探索、开拓创新为内核的“两弹一星”精神、载人航天精神和探月精神的科学内涵;同时,也激励广大党员,积极响应党中央和国家号召,不忘初心、牢记使命,发展空间科学,坚持自主创新和科技自立自强,推动我国空间科学事业取得长足进步与发展,为建设航天强国、科技强国,实现中国共产党第二个百年奋斗目标,进而实现中华民族伟大复兴的中国梦而贡献更大力量!